Vindenergi, energi fra vind. Vind er luft (masse) i bevegelse og utgjør dermed en form for kinetisk energi.
Omtrent én prosent av innstrålt solenergi går med til å sette luften i bevegelse. For hele Jorden tilsvarer dette en energimengde på rundt 100 ganger verdens energiforbruk. Vindenergi kan omdannes til vindkraft i et vindkraftverk.
Vind som energikilde har vært utnyttet til fremdrift av båter og skip, og til drift av vannpumper og møller i uminnelige tider. Vind er tilgjengelig overalt på kloden, men for at vindenergi skal kunne utnyttes til energiformål, kreves forholdsvis sterk og vedvarende vind.
Beregning av vindenergi
Energien (E) i luft som per tidsenhet strømmer gjennom en tenkt flate A er gitt med uttrykket:
E = ½ m·v2 = ½ (A·v·ρ)·v2 = ½ A·ρ·v3
der m er massen av den luften som passere flaten A, og ρ er luftens densitet, som normalt er 1,23 kg/m3. Energi per tidsenhet er det samme som effekt (P), og effekten i vinden som passerer en tenkt flate, regnet per arealenhet, blir da:
P = ½ ρ·v3 [W/m2]
Vindeffekten i en åpen luftstrøm blir således proporsjonal med vindhastigheten i tredje potens. Tabellen nedenfor viser eksempler på sammenheng mellom vindenergi og vindhastighet.
Vindeffekt som funksjon av vindhastighet
| Vindhastighet [m/s] | Vindeffekt [W/m2] |
|---|---|
| 4 (lett bris) | 39 |
| 6 (laber bris) | 133 |
| 8 (frisk bris) | 315 |
| 10 (frisk bris) | 615 |
| 12 (liten kuling) | 1 063 |
| 15 (stiv kuling) | 2 076 |
| 25 (full storm) | 9 609 |
Det viste vindintervallet reflekterer det faktum at de fleste vindturbiner er avhengig av at vindhastigheten i det minste blir lett bris før de kan starte opp, og at de er konstruert slik at de stoppes når vinden overskrider full storm.
Utnyttelse av vindenergi
Tyskland har spilt en viktig rolle for utbygging av fornybar energi, og var på begynnelsen av 2000-tallet verdens største utbygger av vindkraft. Alene sto de da for en tredel av verdens årlige utbygging av vindkraftkapasitet. Kapasiteten til vindkraftanleggene økte med 20 prosent i året 2011–2012.
Fra midten av 2000-tallet økte utbyggingen av vindkraft også i andre land. I 2008 ble Tyskland passert av USA som verdens største utbygger av vindkraft, og fra 2010 var Kina største utbygger.
Vindressurser i Norge
I Norge er vindressursene svært gode. I særlig grad gjelder det langs vår kystlinje, men også i innlandet finnes det store utbyggbare vindressurser.
NVE har (i 2009) kartlagt vindressursene for hele landet og funnet at det rent teknisk er mulig å bygge ut vindkraft for flere tusen TWh/år, men at økonomiske rammebetingelser og arealmessige konflikter begrenser utbyggingsmulighetene. Basert på ulike forutsetninger har NVE beregnet at det nyttbare potensialet kan ligge mellom 400 og 1800 TWh/år. Å realisere dette potensialet vil kreve at hele 5–27 prosent av landets areal reserveres for vindkraftformål.
Det er også betydelige vindressurser utenfor kysten (offshore). NVE har regnet ut at cirka 800 TWh/år kan bygges ut på havdyp ned til 50 meter. Utbygging offshore er normalt mer kostbar enn på land, og slik utbygging er heller ikke fri for miljøkonflikter.
Selv om de norske vindkraftressursene er svært store, både på land og offshore, tilsier hensynet til miljø og økonomi at kun en liten del av dette potensialet kan utnyttes til energiformål. Utbyggingen er avhengig av økonomisk støtte og takten styres nå av tilgangen og prisen på elsertifikater.
I 2017 ble det produsert 2,9 TWh med vindkraft i Norge, som utgjorde 2,7 prosent av den totale kraftproduksjonen.