Change.inc publiceerde onlangs een artikel van Jeroen de Boer over opvallende innovaties bij windenergie. Eén van de snelst groeiende hernieuwbare energiebronnen. Die groei zorgt ook voor een stroom aan innovaties.
Windenergie wordt vooral in China en Europa een steeds belangrijker onderdeel van de energiemix. De capaciteit van windenergie in de wereld groeit razendsnel. Een aantal innovaties is verantwoordelijk voor die onstuimige ontwikkeling, en omgekeerd. Er is momenteel een wereldwijde capaciteit van 1.113 GW in 2024, en er zit een nieuwe capaciteit van ruim 200 GW in de pijplijn. Dit jaagt vernieuwing in de sector aan: van drijvende megawindturbines op zee tot micromolentjes voor op je dak.
Optimaal gebruik van windrichting
Windturbines reageren standaard zelf op de wind en veranderingen in zijn richting. Ze kiezen hun eigen positie. Maar dit is inefficiënt, volgens het Amerikaanse National Renewable Energy Laboratory (NREL). Dit Amerikaanse instituut keek, in samenwerking met het bedrijf Renewable Energy Systems (RES), naar mogelijkheden om een groep windturbines met elkaar te laten communiceren. Dat kan via een zogenoemd Dynamic Yaw System. De ‘yaw’ is het onderdeel van de windturbine dat ervoor zorgt dat de wieken zich naar de wind keren, de stand waarin de meeste energie opgewekt kan worden.
Maar soms reageert de yaw op kortstondige vlagen wind vanuit een andere kant. Reageren daarop is niet nodig voor de opwekking van energie. Traditioneel communiceren windturbines niet met elkaar. Daardoor vertonen ze soms allemaal dezelfde nutteloze reactie. Maar dankzij een softwaresysteem kan informatie over deze turbulentie met andere turbines worden gedeeld; daardoor kan de ene windturbine de andere als het ware waarschuwen, wat onnodige yawbewegingen voorkomt.
Misschien weer windturbines met twee wieken
Een windturbine met twee wieken bevat minder materialen en kan dus goedkoper zijn en gemakkelijker in elkaar te zetten. Maar bij windturbines met twee wieken draaien de rotorbladen sneller, en dit zorgt voor meer geluid. Daardoor heeft de driebladige turbine nu de overhand gekregen.
Toch zouden twee wieken een comeback kunnen maken. En dan vooral op zee, waar geluid minder belangrijk is. Het Chinese bedrijf Envision Energy rondde deze zomer een test af met een tweebladige windturbine met bevredigende resultaten op het gebied van vermogen en efficiëntie.
Krachtigste windturbine van Europa
Economisch is groter niet altijd beter in de windturbine-industrie; bouw- en plaatsingskosten van megaturbines zijn hoog. Die hogere kapitaaluitgaven moeten afgewogen worden tegen de extra energieopbrengst. Het Spaans-Duitse Siemens Gamesa doet mee in de strijd naar grotere turbines; verder zijn vooral Chinese bedrijven hierbij betrokken. In april installeerde Siemens de krachtigste windturbine in Europa, met een vermogen van 21,5 megawatt, bij het testcentrum van Østerild in het noorden van Denemarken. Met een rotordiameter van 276 meter is het op dit moment een van de grootste en krachtigste turbines ter wereld. Wel gaat het om een prototype. Het moet nog door allerlei certificatieprocedures, zodat onzeker is of deze reuzenwindturbine echt commercieel benut gaat worden.
Stille windturbines voor in de stad
De Australische start-up VAWT-X Energy maakt turbines waarbij de wieken om een verticale as draaien. Hiermee zijn de windturbines minder gevoelig voor turbulentie. Ze presteren daardoor beter op plaatsen met wisselende windrichtingen – zoals in stedelijke gebieden, op industrieterreinen en langs snelwegen. Bovendien maken ze slechts een kwart van het geluid van traditionele windturbines; daarmee zijn ze potentieel interessant voor toepassingen in de stad.
Maar hoe rendabel is de fluisterstille windturbine? Er wordt nog flink getest. In Nederland wordt ook hard gewerkt aan zo’n alternatieve windturbine. Het bedrijf Cell Technologies presenteerde eerder al The BladeX1.
Vliegende windturbine
Het Chinese bedrijf Beijing SAWES Energy Technology Company heeft een zeppelin-achtige windturbine ontwikkeld die op 1.500 meter hoogte energie moet opwekken. De S1500 kan profiteren van windsnelheden drie keer zo hoog als bij de grond. De turbine wordt met behulp van heliumgas op de ideale hoogte stabiel gehouden. In het midden van het gevaarte bevinden zich twaalf microgeneratoren waar de wind langs stroomt. De opgewekte elektriciteit wordt via een lange kabel naar de grond geleid. Het Chinese bedrijf ziet nuttige toepassingen voor zijn zwevende windturbine op afgelegen plekken waar met spoed energie nodig is. Bijvoorbeeld bij een natuurramp; of op strategische plekken waar militaire operaties uitgevoerd moeten worden.
Microwindturbine voor op je dak
De Duitse microwindturbine van het bedrijf SkyWind heeft deze maand een officiële certificatie gekregen van de ICC Small Wind Certification Council; na twee jaar lang te zijn onderworpen aan tests die betrekking hadden op onder meer de stroomproductie en de veiligheid. Hiermee is vastgesteld dat het molentje per jaar 615 kilowattuur aan stroom kan leveren, bijna een kwart van wat een gemiddeld huishouden in Nederland verbruikt. De diameter van het Duitse molentje dat de naam NG draagt, is zo’n 1,5 meter. Wereldwijd zijn er al enkele tienduizenden van verkocht.
De grootste drijvende windturbine ter wereld
De Chinese fabrikant Mingyang heeft sinds een maand of twaalf de grootste drijvende windturbine ter wereld in gebruik: de OceanX. Het V-vormige gevaarte combineert twee windturbines waarvan de rotorbladen tegengesteld draaien; de totale capaciteit is 16,6 megawatt. Het systeem heeft een hoogste van 219 meter en kan volgens de producent op jaarbasis 54 miljoen kilowattuur stroom leveren. Het geheel rust op een flexibel verankeringssysteem dat meebeweegt met de golven, waardoor het geschikt is voor plaatsing in diepzeegebieden. De drijvende kolos kan golven van 30 meter hoog opvangen en de rotorbladen blijven draaien bij windsnelheden tot 260 km per uur.
Ook het Nederlandse TouchWind heeft grote ambities met drijvende windturbines, maar met een andere opzet. De turbines van de Nederlandse startup drijven schuin op het water en vangen de wind van achteren en niet van voren. Ze draaien zich automatisch in de juiste positie en hebben geen fundering of monopiles nodig.
Interessant? Lees dan ook:
Hybride windparken, oplossing voor congestieproblemen?
Het tijdperk van ZWB supervermogen
Naar een overvloed aan schone energie