Framsteg när det gäller att anpassa tekniken för kallt klimat och användning till havs och bättre metoder för att förutsäga vindförhållanden har lett till en betydande ökning av användningen av vindkraftverk för el under de senaste 40 åren. En ny rapport gör en inventering av var fältet ligger nu och vad som väntar.

Ett team av forskare från Tyskland har publicerat sina resultat i Tillämpad fysik recensioner , kartlägga tillväxten av vindteknik som en källa till förnybar energi och bedöma dess lönsamhet för att fortsätta ta större andelar av elmarknaden. Rapporten noterar dramatiska förbättringar av tekniken, delvis tack vare stordriftsfördelar, och förutser ännu större, mer kostnadseffektiva turbiner i framtiden.

"Storleken på en toppmodern turbin är extremt imponerande. Den svepande ytan av rotorn på en standardturbin är nu dubbelt så stor som en fotbollsplan, sa Berthold Hahn, en av författarna till tidningen. Parallellt med utvecklingen i storlek, tekniken har också blivit mogen, vilket betyder kostnadseffektivt och pålitligt."

Sedan 1970-talet, vindkraftverk har förbättrats för att generera minst 100 gånger mer kraft än sina föregångare. Nuvarande stora turbiner har var och en kapacitet att generera ungefär 5 megawatt. Hahn sa att marknadens förväntningar på framtida turbinkapacitet når upp till 10 till 15 megawatt. Vissa av dessa större turbiner kan ha en rotordiameter på upp till 200 meter lång.

Under denna tid, kostnaden för att producera el från vind har rasat från 500 dollar per megawattimme till 50 dollar.

"Den tekniska utvecklingen, som flytande offshore-turbiner som möjliggör skörd av vindenergi på mycket djupa vatten, integrerade styrstrategier med hänsyn till nätets behov, och artificiell intelligens som permanent bedömer turbinernas prestanda, har bidragit till de imponerande kostnadsminskningarna, " sa Hahn.

Även då, vindkraftsindustrin står inför fortsatt press för att minska kostnaderna. Rapporten identifierade ett nyckelområde, hitta mer ekonomiska sätt att underhålla turbinerna. Arbete som drar ihop historiska underhållsdata och realtidsmätningar från turbiner behövs för att upptäcka turbinhaverier tidigare.

Med förbättringar av andra delar av elnätet, såsom energilagring, Hahn förutser att vindteknik kommer att bli avgörande för att svara på den volatilitet i utbudet och efterfrågan på el som marknaden upplever.

"I många länder, vindenergi har börjat ta över uppgifterna att stabilisera nätet från stora konventionella anläggningar, vilket innebär att energisystemen nu så småningom förändras från en huvudsakligen centraliserad struktur till en decentraliserad, " han sa.