I Skara pågår just nu resning av världens högsta vindkraftverkstorn av trä. Modvion bygger den unika träkonstruktionen som når en höjd av 105 m. Varför vill man byta ut det vanligtvis använda stålet mot trä?
År 2020 producerade landets 4333 vindkraftverk 16 % av vår energi i Sverige (Energi myndigheten 2020, Ny statistik över installerad vindkraft 2020 (energimyndigheten.se). Det är många kraftverk och det förväntas bli allt fler de kommande åren. De producerar förnybar energi, men bidrar också samtidigt till utsläpp av växthusgaser. I regel byggs dagens vindkraftverk med material som stål och betong. Starka material som klarar av de krafter som ett vindkraftverk utsätts för, men det traditionella materialvalet bidrar till stora utsläpp av växthusgaser. Den största bidragande faktorn till klimatpåverkan från vindkraft kommer från råmaterialen vid tillverkning av kraftverken.
Vindkraftsindustrin har ett behov av att minska klimatpåverkan vid tillverkning av nya kraftverk. Företaget Modvion i Göteborg bidrar till att minska vindkraftsindustrins klimatpåverkan genom att byta ut tornet, som vanligtvis byggs av stål, mot ett lika högt torn i trä. 2020 restes det första 30 m höga vindkrafttornet i trä på Björkö i Göteborgs skärgård. Nyligen restes ytterligare ett torn i Skara som når 105 m. Därefter planeras ännu högre torn för att bära turbiner med ännu större produktionskapacitet.
Fördelar med vindkraftstorn i trä
Trä är ett förnybart material som också binder kol under vindkraftverkets livstid. Stål är starkt – starkare än trä – men det är också tungt. Jämför man materialens styrka i förhållande till deras vikt så är det i stället trä som överträffar stålet. I allt högre torn leder tornets egenvikt till att ståltornet behöver förstärkas för att klara av att bära den egna vikten. Trätorn, som är lättare, har inte samma problem med egenvikten och på sätt går det att bygga högt och slankt med trä. För att klara av de extrema krafterna från de massiva rotorbladen högst uppe i tornet och från de starka vindar som ett vindkraftverk utsätts för har Modvion utvecklat och tillverkar nu trästommar för vindkraftstorn. Konstruktionen består av tunna trälaminat som limmas och pressas samman till krökta 15 m långa trämoduler. Modulerna reses, sammanfogas och staplas sedan på varandra för att resa tornet. De i sammanhanget små modulerna gör det möjligt att transportera dem till byggplatsen med mindre lastbilar i jämförelse med dagens ståltorn där specialtransporter används för att frakta större byggdelar.
Utvecklingsarbete
En utmaning har varit att utveckla starka förband för sammanfogning av modulerna som både kan monteras effektivt på byggarbetsplats och klara av de extrema krafterna på tornet. Lösningen som används är inspirerad av en relativt ny teknik där en stålplåt med hål limmas in mellan de träelement som ska sammanfogas. Det skiljer sig från traditionella förbandslösningar där stålplåtar används i kombination med till exempel skruvar, bultar eller dymlingar. Att använda lim i stället för metallförbindare resulterar i mycket starka och styva förband. Tillverkning av limmade träkonstruktioner görs vanligtvis i fabrik i en tillrättalagd miljö och under kontrollerade förhållanden. På byggarbetsplats varierar temperatur, luftfuktighet och arbetsförhållanden och således kan det vara svårt att kontrollera limningens kvalitet. I projektet Stuck in the middle with you (SIMWY), finansierat av Vinnova, samarbetar Modvion, Henkel och RISE för att utveckla Modvions metod för konstruktionslimning på byggarbetsplatsen. Mer om projektet finns att läsa på projekthemsidan, (Länk)
Att utveckla ny teknik innebär att den behöver testas och utvärderas. På RISE finns experter inom olika ämnesområden samt laboratorier för test och utvärdering av material och konstruktioner, både i liten och stor skala. Tillsammans med Modvion har RISE testat det
nya hybridförbandet för olika slag av belastningar som efterliknar dem som det behöver stå emot i verkligheten i ett färdigt vindkraftstorn. Förbandet har också utsatts för utmattning genom cykliska tester där det belastats och avlastas tusentals gånger under en längre tid till brott. Utmattning är sällan relevant i vanliga träbyggnader, men i konstruktioner som broar och numera höga torn som under sin livstid belastas med höga varierande laster blir fenomenet relevant.
Det här är en artikel ur vår tidskrift Trävärden, den finns i sin helhet här! (Länk)
