Høgtflygande vindkraft utvikla gjennom eit langsiktig innovasjonsløp

Bak utviklinga ligg meir enn 15 år med forsking, testing og gradvis teknologimodning med både norsk og europeisk finansiering.

Historia om Kitemill illustrerer korleis innovasjon ofte skjer i eit samspel mellom nasjonale støtteordningar og europeiske program. Gjennom finansiering frå mellom anna Forskingsrådet, Innovasjon Noreg, SkatteFUNN – og etter kvart EU – har selskapet kunna utvikle teknologien steg for steg, frå tidlege forskingsprosjekt til demonstrasjon av system i drift.

Utnyttar sterkare vind høgare i lufta

Kitemills teknologi byggjer på det som kallast Airborne Wind Energy (AWE). I staden for eit høgt tårn med rotorblad, bruker systemet ein fastvinga drake som er kopla til ein bakkestasjon med ei line. Når draken flyg i eit kontrollert mønster høgt over bakken, genererer systemet straum i bakkestasjonen.

Vindane i høgda er både sterkare og meir stabile enn nær bakken. Dermed kan energiproduksjonen bli meir føreseieleg enn i mange tradisjonelle vindkraftverk.

Sjølve energianlegget består av ein relativt liten bakkestasjon og ei flygande eining som opererer i fleire hundre meters høgd. Teknologien gjer det mogleg å produsere vindkraft utan dei store konstruksjonane som vanlegvis blir knytte til vindkraftverk.

– Ved å hente energi frå sterkare og meir stabile vindressursar i høgda kan vi produsere meir straum med langt mindre materialbruk. Det gir både lågare kostnader og eit mindre fotavtrykk enn tradisjonell vindkraft, seier CEO i Kitemill Thomas Hårklau.

Mykje mindre materialbruk

Ein av dei største fordelane med høgdevindkraft er at systema kan byggjast med langt mindre materiale enn tradisjonelle energiløysingar.

Analysar i prosjektet viser at teknologien potensielt kan bruke opptil 90 prosent mindre materiale enn konvensjonell vindkraft og solenergi.

Mindre materialbruk kan redusere både kostnader og klimaavtrykk frå energiproduksjonen. Samtidig kan det bidra til å redusere behovet for kritiske råmateriale som blir brukte i mange energiteknologiar.

Dette er også eit viktig mål i europeisk energipolitikk, der ein ønskjer å byggje opp ein meir ressurseffektiv og robust fornybar energisektor.

Opnar nye område for vindkraft

Den enkle infrastrukturen gjer det mogleg å etablere vindkraftproduksjon på stader der tradisjonelle vindturbinar er vanskeleg å installere. Sidan systemet ikkje krev store tårn eller fundament, kan teknologien vere aktuell i område med krevjande terreng eller lite utbygd infrastruktur.

Systema kan også flyttast dersom behova endrar seg. Samtidig har teknologien mindre visuell påverknad enn tradisjonelle vindturbinar. Sjølve energiproduksjonen går føre seg høgt oppe i lufta, og systemet er lite synleg frå bakken. Dette kan bidra til større aksept for vindkraft i område der store vindturbinar ofte møter motstand.

Eit døme på korleis teknologien kan takast i bruk i praksis, er konseptet Kitewall, som blir utvikla av Kitemill. Her blir fleire høgdevindkraftsystem kopla saman i ein slags “vegg” av drakar som produserer straum parallelt. Løysinga er designa for å kunne skalerast opp gradvis og tilpassast ulike behov og geografiske forhold.

Samanlikna med tradisjonelle vindkraftverk kan slike system etablerast med mindre inngrep i naturen og med mindre materialbruk, samtidig som ein utnyttar vindressursar i høgda meir effektivt. Dette illustrerer korleis høgdevindkraft ikkje berre opnar nye område for energiproduksjon, men også legg til rette for meir fleksible og modulære måtar å byggje ut fornybar kraft på.

Teknologien kan også spele ei rolle for beredskap, tryggleik og overvaking av kritisk infrastruktur. Ved å kombinere energiproduksjon med sensorar og kommunikasjonsløysingar, kan slike system bidra til kontinuerleg overvaking av havområde, grenser, transportårar og energianlegg. Den høge operasjonshøgda gir god oversikt over store område, samtidig som systema kan vere i drift over lang tid utan utslepp. Dette gjer dei relevante både for miljøovervaking, søk- og redningsoperasjonar og situasjonsforståing i krevjande eller utilgjengelege område.

I tillegg kan teknologien gi fleksibel energiforsyning og kommunikasjonsstøtte i krisesituasjonar, der eksisterande infrastruktur er svekt eller utilgjengeleg. Slike eigenskapar gjer løysingane interessante i ein brei beredskaps- og tryggingskontekst, der behovet for robuste, mobile og sjølvforsynte system er aukande.

– Fleksibiliteten i denne teknologien gjer at vi kan byggje ut kraftproduksjon på ein heilt annan måte enn før – meir modulært, meir skalerbart og med mindre inngrep i naturen, fortel Hårklau.

Gradvis utvikling gjennom testing og demonstrasjon

Kitemill vart etablert i 2008 og har sidan arbeidd systematisk med å utvikle teknologien.

Gjennom åra har selskapet gjennomført hundrevis av testflygingar og bygd opp omfattande erfaring med automatisert flykontroll og energiproduksjon. Ved testanlegget på Lista i Agder har selskapet mellom anna demonstrert den første parken i verda med fleire høgdevindkraftsystem.

Meir enn 350 flygingar og over 3000 timar med testing har gitt viktig kunnskap om korleis systema fungerer i ulike vêrforhold og operasjonelle situasjonar.

Denne typen testing er avgjerande for å modne ny energiteknologi før han kan takast i bruk i større skala.

Eit innovasjonsløp støtta av verkemiddelapparatet

Utviklinga av teknologien har vore mogleg gjennom eit langsiktig innovasjonsløp der fleire delar av verkemiddelapparatet har bidrege.

– Dette er ikkje resultatet av éi enkelt satsing, men av eit langsiktig arbeid der vi steg for steg har utvikla teknologien med støtte frå både nasjonale verkemiddel og europeiske program, forklarer Hårklau.

Kitemill har gjennom åra fått støtte frå mellom anna Forskingsrådet, Innovasjon Noreg, SkatteFUNN og SIVA, i tillegg til private investorar. Desse ordningane har gjort det mogleg å utvikle teknologi, byggje testanlegg og gjennomføre omfattande demonstrasjonar.

SkatteFUNN-ordninga har bidrege til å finansiere forskings- og utviklingsarbeid i selskapet. Samtidig har støtte frå Forskingsrådet og Innovasjon Noreg vore viktig for å redusere risiko i utviklinga av ein ny energiteknologi.

SIVA har også bidrege gjennom arbeidet sitt med å utvikle sterke innovasjonsmiljø og infrastruktur for teknologibedrifter.

Til saman har desse verkemidla gjort det mogleg å byggje opp kompetanse og teknologi over tid.

– Når verkemiddel blir brukte målretta over tid, gir det bedrifter eit solid grunnlag for å lykkast i den europeiske konkurransen. Samspelet mellom Forskingsrådet, Innovasjon Noreg, SkatteFUNN og EU-program gjer det mogleg å modne teknologi og samtidig posisjonere næringslivet internasjonalt.

Samtidig jobbar Forskingsrådet og Innovasjon Noreg tett saman for å hjelpe bedrifter med å lykkast i søknadsprosessane mot EU, seier Inger Midtkandal, spesialrådgivar i Forskingsrådet og leiar for Forskingsrådet og Innovasjon Noregs felles kontor for Horisont Europa.

Nasjonal utvikling opnar døra til Europa

Etter kvart som teknologien har vorte meir moden, har også europeiske program vorte ein viktig del av utviklingsløpet.

Gjennom støtte frå EU, mellom anna gjennom European Innovation Council (EIC), har Kitemill fått finansiering til å vidareutvikle teknologien og demonstrere system i større skala.

Den europeiske støtta byggjer på mange års utviklingsarbeid i Noreg. Erfaringar frå testflygingar, teknologiutvikling og demonstrasjon har gjort selskapet i stand til å konkurrere om midlar i nokre av EUs mest konkurranseutsette innovasjonsprogram.

Slik viser prosjektet korleis nasjonale verkemiddel kan bidra til å modne teknologi som seinare kan løftast vidare gjennom europeiske program.

Samarbeid og kunnskapsdeling

Utviklinga av høgdevindkraft krev ikkje berre teknologiske gjennombrot, men også samarbeid mellom industri, forskingsmiljø og styresmakter.

Kitemill deltek derfor aktivt i internasjonale fagmiljø som arbeider med å utvikle kunnskap og regelverk for teknologien. Selskapet bidreg mellom anna i europeiske samarbeidsinitiativ og internasjonale forskingsnettverk innan vindkraft.

Gjennom konferansar, faglege møteplassar og samarbeid med forskingsmiljø blir også erfaringar delte og resultat frå utviklingsarbeidet.

Dette bidreg til å byggje kunnskap om teknologien og leggje grunnlaget for framtidig utbygging.

Eit døme på korleis innovasjon tek tid

Historia om Kitemill viser at utviklinga av ny energiteknologi ofte skjer over mange år og gjennom fleire utviklingsfasar.

Frå dei første ideane og forskingsprosjekta til testing, demonstrasjon og kommersialisering, kan vegen vere lang. Offentlege verkemiddel er derfor viktige for å redusere risiko og gjere det mogleg å utvikle teknologi som elles ville vore vanskeleg å finansiere.

Samtidig illustrerer prosjektet korleis nasjonale og europeiske ordningar kan utfylle kvarandre i eit innovasjonsløp.

Norsk teknologi med globalt potensial

Dersom teknologien lykkast i større skala, kan høgdevindkraft bli eit nytt supplement i framtidas energisystem.

– Målet er å gjere høgdevindkraft til ein dominerande teknologi i energisystemet. Det blir mogleg dersom vi lykkast med å utvikle ein meir materialeffektiv teknologi med høg tilgjengelegheit, som gjer vindressursar økonomisk utvinnbare i langt fleire område enn dagens teknologiar, avsluttar Hårklau.

Ved å kombinere høg energiproduksjon med låg materialbruk, kan teknologien bidra til meir ressurseffektiv fornybar energiproduksjon.

Samtidig viser Kitemills utviklingsløp korleis langsiktig satsing på forsking og innovasjon kan bidra til å utvikle nye teknologiar med potensial langt utover Noregs grenser.