Innovaties op het gebied van windenergie
| Nieuwe concepten | Vogels vleermuizen |
| Steeds groter | Wind op grote hoogte |
| Combineren met andere functies | Fun molens |
| Betere installatiemethoden | Urban wind |
| Nieuwe opslagmethoden | Archief |
Nieuwe concepten
Meebewegende windmolens (2023)
Windturbines die meebewegen bij extreme wind. De techniek, geïnspireerd op palmbomen, maakt gebruik van dunnere, flexibelere turbinebladen. In plaats van te proberen stijf en sterk te zijn, zoals een eik, is iets ontworpen dat zachter, flexibeler en lichter is, zoals een palmboom. Het type heet SUMR (segmented ultralight morphing rotors). Men wil molens gaan bouwen van 50 MW groter dsan de Eiffeltoren en met bladen van 200 m op zee.
Zie https://videos.files.wordpress.com/dC69fRlF/updated-video-homepage1_dvd.mp4
Twee molens op één pilaar.
Mingyang heeft de de OceanX ontworpen, een tweekoppige windmolen die zelfs operationeel blijft in de meest heftige orkanen. Met een Y-vormige constructie en enkele sterke kabels blijven de rotorsets op hun plaats. De turbines hebben elk een vermogen van ruim 8 megawatt, samen dus goed voor 16 megawatt. Dat is genoeg om 16.000 huishoudens van stroom te voorzien. De rotorsets hebben een diameter van 182 meter. Ter vergelijking: ’s werelds grootste geplande windmolen – ook ontwikkeld door Mingyang – heeft een vermogen van 22 megawatt, met een rotorset-diameter van 310 meter. (2024)
Drijvende piramide windmolen op zee
De Franse windmolenbouwer Eolink gaat in 2024 met hun piramide-ontwerpmolen van 5 megawatt de Franse Atlantische oceaan op.
Drijvende turbines
Windmolenbouwer GE werkt nu aan drijvende turbines met een vermogen van 12 megawatt (2021)
Het anker zit met vier kabels vast aan de bodem, zodat de turbines niet wegdrijven. De vorm van het ‘anker’ zorgt ervoor dat de turbine tegen een stootje kan en niet omvalt. Maar op de woelige zee is dit nog wel een heel groot probleem.
Het Spaanse bedrijf X1 Wind ontwikkelt momenteel een drijvende windmolen die met zijn rug in de wind staat. Hierdoor is het niet erg als de wieken meebuigen. Die bewegen dan namelijk van de toren af, waardoor de wieken en de toren elkaar niet kunnen raken. Zo kan er minder robuust materiaal gebruikt worden, wat de molen goedkoper maakt om te bouwen. Het enige wat nodig is om de drijvende molen op zijn plek te houden, is een koord dat aan de zeebodem bevestigd wordt. Dat kan tot dieptes van wel 500 meter. (2024)
Radicaal nieuw model (2022)
De Noorse start-up World Wide Wind pleit voor een radicaal nieuw model offshore windmolens. De drijvende windturbines hebben twee sets wieken die in tegengestelde richting verticaal om een as in de mast draaien. Het idee van de ‘contra-rotating verticale turbine’, is dat het de draaisnelheid van de wieken verdubbelt. Het resultaat: veel meer energieopbrengst dan we van verticale windmolens gewend zijn.
Windwheel met de ewicon techniek
In Rotterdam. Ook te zien op youtube. Men gaat er in investeren. Het moet een van de moooiste attracties van Nederland worden.
Windmolen die wolken maakt voor regen in droge gebieden (2022)
Bouw windmolens op zee, laat ze zeewater oppompen en vernevelen via de wieken. De nevel vormt uiteindelijk wolken die, afhankelijk van de wind, naar het land drijven. Zo kun je vaker regenwolken boven droge gebieden krijgen, en meer regen zorgt uiteindelijk voor meer drinkwater, meer landbouw en allerlei andere voordelen.
Een eerste proefinstallatie moet laten zien dat het concept werkt. Met satellietdata en weersvoorspellingen kunnen de turbines alleen op de perfecte momenten wolken maken. De rest van de tijd kunnen ze gewone draaien als opwekkers van energie.
Windmolens op zee met stekker (2024)
De Belgische windparkontwikkelaar Parkwind heeft midden op de Noordzee een oplaadstation geplaatst waar elektrische schepen al dobberend aan de stekker kunnen liggen. Reparatieschepen die actief zijn rondom windparken hoeven daardoor niet terug naar land om aan stroom te komen. Het systeem, gemaakt door een Brits bedrijf, is volautomatisch, wat wil zeggen dat de stekkerkoppeling geen menselijke handeling vereist.
Windmolenschoonmaakrobots (2023)
Robotica-startup Aerones heeft robots die windmolens schoon kunnen scrubben. Windmolens kunnen olie lekken. Dit kan corrosie van de wieken en mast veroorzaken. Een gevaarlijk om te doen door mensen maar een robot kan het ook. (2024)
Houten windmolens
Kosten € 50.000. Maar de opbrengsten van de kleinschalige, houten molens zijn klein. Een grote molen wekt gemiddeld 12 miljoen kilowattuur elektriciteit op jaarbasis op, in vergelijking met 33.000 kilowattuur van de E.A.Z.-molens. Dit betekent dat je zo’n 400 kleine windmolens moet plaatsen om hetzelfde rendement te behalen als één grote windturbine.
In Zweden experimenteert het bedrijf Modvion met een windturbine van hout. Het dertig meter hoge gevaarte draait sinds kort in de buurt van Gothenburg en moet als opmaat dienen naar een commerciële toepassing van de turbines in 2022. Volgens de maker is hout een duurzamer materiaal dan het staal dat men nu veel gebruikt voor turbines. Maar staal is veel steviger.
Houten windmolens (2023)
Gelamineerd hout is evenredig naar gewicht sterker dan staal. Daardoor kun je met minder gewicht grotere windturbines bouwen. De torens worden in modules gebouwd en kunnen daardoor eenvoudig worden getransporteerd.
Bovendien is het duurzamer. Het overgrote deel van de uitstoot van een windturbine zit hem in de productie. Een houten windturbinetoren zorgt voor negentig procent minder CO2-uitstoot dan een stalen toren van gelijke hoogte en gelijk gewicht.
Windmolenbladen met haaienhuid riblets
Qlayers kan haaienhuid riblets printen waardoor de wrijvingsweerstand vermindert. Als deze microstructuur bijvoorbeeld als coating wordt aangebracht op windturbinebladen leidt dit voor een 2MW windturbine tot een extra energie opbrengst van 264.000 kWh per jaar.
Stille windmolens
De Nordex N117 is stiller dan veel andere windmlens. De ashoogte is 119 meter en de rotorbladen zijn 117 meter dus de totale hoogte is 177,5 meter.
De molens zijn rond de 9 MW.
Eiland-hub voor windmolens in Denemarken (2021)
Het kunstmatige eiland komt 80 kilometer uit de kust en krijgt aanvankelijk een capaciteit van drie gigawatt. Op dat eiland wordt de stroom van honderden windmolens verzameld en via dikke kabels naar land gebracht. Aanvankelijk krijgt alleen Denemarken de elektriciteit, maar de regering wil deals sluiten met omliggende landen zoals Nederland om de stroom te leveren. Er wordt straks namelijk meer opgewekt dan Denemarken nodig heeft. Af in 2030.
Waar is nog winst te behalen?
De prestaties en levensduur van windmolens kan worden verbeterd door geavanceerde statistiek en modelleringstechnieken voor potentieel complexe windomstandigheden. Het is belangrijk om de interactie van de wind met de turbine beter te begrijpen om de energieopbrengst te optimaliseren en de last op de turbine te verminderen. Dit kan door de turbineblad-dynamica te verbeteren, de aansturing te optimaliseren en wake-effecten (zog van andere turbines) te minimaliseren. Turbinesensoren moeten gaan aangeven of onderhoud nodig is. Ook moeten offshore wind farms goed geintegreerd worden in de stroomnetwerken door interconnectie, vraagsturing en energie-opslag.
Grootste windmolen (2021) (16 MW)
In China bouwen ze nu een molen met rotorbladen met een diameter van 242 meter en de bladen zijn 118 meter lang. De oppervlakte die een blad aflegt tijdens één rondje is 46.000 vierkante meter, dat is net zo groot als zes (!) voetbalvelden. De windmolen heeft een capaciteit van 16 megawatt en is orkaanbestendig. Alle elektronica in de toren is verplaatst naar de gondel, het deel waar de rotorbladen aan vast zitten. Dit zou de bekabeling en het onderhoud van de turbine makkelijker maken. Daarnaast is het ontwerp van de gondel luchtdicht, waardoor de belangrijke onderdelen niet snel worden aangetast door zout uit het zeewater. De opbrengst is 80 GWh genoeg voor meer dan 20.000 huishoudens.
Super grote windmolens (12 MW)
Waar de gemiddelde turbine nu wieken heeft van zo’n 40 meter gaat het naar wieken van bijna 250 meter. Deze wekken per omwenteling namelijk meer op, waardoor de kosten per kilowattuur afnemen. Nederland krijgt er een testcentrum voor in Wieringerwerf en moet in november 2020 klaar zijn. Hier gaan onderzoeksinstituut TNO en GE samen de grootste turbinebladen op aarde testen. De molen is 12 megawatt.
China presenteert een gigantische offshore windturbine van 18 megawatt. En de 128-meter lange windturbinebladen zullen ronddraaien op een diameter van maar liefst 260 meter. (2023)
In de Oost-Duitse gemeente Schipkau komt een turbine met drie wieken van ieder meer dan 100 meter lang, op een naaf van 300 meter hoog. Slaat het gevaarte straks zijn vleugels uit, dan kan het een hoogte van 400 meter bereiken. Daarmee verslaan de Duitsers de tot nu de hoogste windmolen ter wereld: de 260 meter hoge turbine op de Maasvlakte bij Rotterdam. (2024)
Combinatie met golfslag
20 procent extra opbrengst voor offshore windpark via golven
Het combineren van wind- en golfenergie geeft niet alleen meer opbrengst maar maakt de stroomlevering van een windpark ook stabieler. Het concept van Nemos bestaat uit een drijver, die met kabels verbonden is aan de voet van een offshore windturbine en twee andere ankerpunten. Men is nu met prototypes bezig.
Combinatie met algenkweek (2022)
Windparken van de toekomst kunnen tegelijkertijd boerderijen voor zeewier worden. Een proef voor de kust bij Scheveningen moet laten zien dat zeewier goed groeit op ‘eco-ankers’, die tussen de fundamenten van windmolens gespannen worden.
In 2024 is een zeewierboerderij geopend die bestaat uit 50 meter lange buizen die op het water drijven. Daaronder zijn netten bevestigd, waar het zeewier op groeit. De eerste teelt levert 6.000 kilogram. Als netten worden geplaatst tussen veel meer windturbines op zee, kunnen we miljoenen tonnen zeewier kweken. (2024)
Zeewier wordt als een interessante grondstof gezien, omdat er bij de teelt geen land, zoet water, kunstmest of bestrijdingsmiddelen komen kijken. Tegelijkertijd bevat het veel vezels, mineralen, visvetzuren, vitamines en eiwitten. Daar komt bij dat het in veel producten verwerkt kan worden: voeding, cosmetica, bioplastic, textiel en natuurlijke bemesters voor de landbouw.
Nieuwe manier van installeren (2023)
Nieuwe manier voor transport. Per vliegtuig.
Het vliegtuig (de Windrunner) kan volgeladen worden via een neus die omhoog klapt. Het vliegtuig moet een turbineblad kunnen vervoeren van 105 meter lang, of gelijktijdig drie turbinebladen van 85 meter. (2024)
Horizontaal vervoeren en dan zorgen dat hij automatisch rechtop komt te staan. (2024)
Windmolens die zichzelf in elkaar zetten (10-2016)
Op de plaats van bestemming zet een 5 megawatt turbine zichzelf in elkaar. De pilaar wordt uitgeschoven en de voet komt stevig op de bodem te staan. Het eerste prototype staat inmiddels bij de Canarische eilanden.
Volgens Serna liggen de kosten voor een offshore-windpark met zelf-installerende turbines 30 tot 40 procent lager dan bij conventionele bouwmethoden. Door de onderhoudsarme constructie, gaan ook de kosten gedurende levensduur omlaag. Het systeem is bovendien geluidsarm en duurzamer dan stalen constructies.
De KoalaLifter is een kraan die zich aan de toren van de windturbine omhoogwerkt. De kraan kan een relatief bescheiden gewicht van 30 ton liften en kan in zo’n 45 minuten 100 meter omhoog klimmen.
De WindSpider is volgens de fabrikant geschikt voor windturbines tot zo’n 200 meter hoogte. Doordat er simpelweg een frame rondom de toren wordt gebouwd, kan hij bij vrijwel alle types windturbines worden toegepast. Geclaimd wordt dat de kosten voor de bouw van windturbines met 50 procent gereduceerd kunnen worden. 
Met deze kraan wordt het mogelijk nog grotere windmolens te bouwen.
Geluidsarm windmolens plaatsen op zee
Een nieuwe manier om windmolens te plaatsen produceert nauwelijks geluid. Daarmee is het veel beter voor het zeeleven en kan er mogelijk meer maanden per jaar gewerkt worden aan wind op zee. Dat kan door de paal heel snel heen en weer draaien, 60 tot 80 keer per seconde. Door die beweging zakt de paal geleidelijk en geruisloos de grond in. De huidige methode, met een hydraulische heihamer die op de paal slaat, veroorzaakt bij elke klap geluidsgolven die het zeeleven verstoren. Mede daarom zijn er in Nederland maanden waarin geen windmolens geïnstalleerd kunnen worden, om het zeeleven rust te geven tijdens de paringsperiode.
Je kan ook een soort stalen emmers die omgekeerd op de zeebodem plaatsen. Een pomp zuigt vervolgens het water weg uit de emmer, er ontstaat een drukverschil met het omringende water waardoor de emmer zichzelf vastzuigt in de zandbodem. Door het gewicht van de stalen kolom boven op de emmer zakt hij diep genoeg weg om stevig te staan. Er komt geen gehei aan te pas, waardoor er veel minder schade aan de omgeving is. Ook is een suction bucket aan het einde van zijn leven makkelijk en volledig weg te halen en eventueel te hergebruiken. In 2019 zijn zo twee windmolens geplaatst in; Het nadeel is dat het duurder is. Deels is dat doordat ze nog nooit grootschalig zijn toegepast maar ze vereisen ook allerlei apparatuur om het water weg te pompen en de productie kost meer geld. Ook is ontgronding, waarbij de grond rond een turbinefundament wegspoelt, een groter probleem bij suction buckets.
De funderingen van turbines worden vooral gebouwd met gelast staal en dat kost veel tijd, geld en CO2. De Nederlandse start-up Tree Composite heeft een verbindingsstuk van koolstofvezel ontwikkeld, waardoor deze gigantische stalen constructies niet meer gelast hoeven te worden. Hun innovatie gaat vijfduizend keer langer mee, verbruikt de helft aan staal en dus aan CO2-uitstoot en kent een bouwtijd die aanzienlijk korter is dan het huidige alternatief. (2024)
Jetting
Het Deense energiebedrijf en bouwer van windparken Ørsted zorgt ervoor dat er van de onderkant sterke waterstralen naar beneden schieten. Als deze waterstralen de zeebodem raken, wordt de zandgrond lokaal weggespoten en zinkt de fundering als het ware de bodem in. Dit is veel stiller en goedkoper. (2024)
Funderingen
Veel molens staan op één grote stalen funderingsbuis met een diameter van vier tot zeven meter, die diep in de zeebodem wordt geheid: de monopile. In ondiepe zeeën met een rotsbodem wordt een betonnen fundering gebruikt, waar de turbine in wordt gezet. Een andere veelgebruikte manier van funderen is met een zogeheten jacket. Die stalen constructie bestaat uit meerdere dikke palen die in de zeebodem staan. Die worden met dwarsverbindingen - joints - aan elkaar gelast, waarna de windturbine erop komt te staan. Jackets worden ook vaak gebruikt voor de offshore stroomstations van waaruit de windenergie naar land wordt getransporteerd. Om grotere windturbines in diepere zeeën te kunnen bouwen zijn jackets de beste oplossing.
Het hijen van de funderingen geeft erg veel geluidsoverlast. Dat voorkomen is duur. Nu heeft men een nieuwe methode bedacht. Door zand te trillen wordt het meer vloeibaar en zakt de fundering zo de grond in. Liquefractie wordt het genoemd.
Vattenfall gaat gebruik van omgekeerde suction buckets om geluidsoverlast te vermijden. Ze komen uit de olie- en gasindustrie. De enorme tonnen, van soms wel 12 meter hoog, worden aan een frame bevestigd. De windmolen wordt vervolgens op dit frame geplaatst, waardoor hij verankerd is aan de zeebodem. Door water uit de tonnen te pompen ontstaat een drukverschil, dat de tonnen in de zeebodem drukt. Dit gehele proces is zo goed als geruisloos. Ze moeten de fundering vormen van de krachtigste windmolen ter wereld: 8,4 megawatt.
Lassen niet meer nodig.
De Nederlandse start-up Tree Composite heeft een verbindingsstuk van koolstofvezel ontwikkeld, waardoor deze gigantische stalen constructies niet meer gelast hoeven te worden. Hun innovatie gaat vijfduizend keer langer mee, verbruikt de helft aan staal en dus aan CO2-uitstoot en kent een bouwtijd die aanzienlijk korter is dan het huidige alternatief. (2024)
Windmolen die meteen waterstof maakt (2020)
De windwatermolen heeft een vermogen van 4 megawatt. De molen heeft een speciale elektrolyzer, die minder stroom nodig heeft om waterstof te maken dan andere apparaten. Bovendien werkt hij bij elke stroomfrequentie, terwijl andere apparaten alleen werken op de frequentie van netstroom. Dat zorgt ervoor dat de elektrolyzer direct de opgewekte stroom van de windturbine kan gebruiken, zonder dat deze stroom door een transformator moet.
Nu ligt de prijs van groene waterstof volgens het CPB op €5,50 per kilo. Met de betere efficiency kan onze techniek de prijs na schaalvergroting verlagen tot €2 per kilo.
Windopslag in perslucht I
Een Canadees bedrijf heeft met de Hydrostor een oplossing gevonden voor het opslagprobleem van windenergie. Het systeem slaat elektriciteit in de vorm van perslucht op in onderwaterballonnen. Energie wordt in de vorm van perslucht opgeslagen in grote luchtballonen onderwater. De opgeslagen lucht kan vervolgens worden losgelaten en omgezet in elektriciteit wanneer nodig. Een belangrijk probleem van windmolens, dat ze geen energie opwekken als het niet waait, wordt hiermee ondervangen. Opslagkosten van energie met behulp van zijn systeem 50 procent goedkoper zijn vergeleken met de opslag van elektriciteit via batterijen. Eén ballon is in staat 50 kubieke meter samengeperste lucht op te slaan. Wanneer de betrouwbaarheid van het systeem is bewezen zal er een netwerk van 140 luchtzakken zo'n zeven kilometer van de kust voor Ontario worden geplaatst. Het netwerk zou in staat zijn om 1 megawatt energie in vier uur op te slaan, genoeg om 600 huishoudens van elektriciteit te voorzien.
Hydro Pneumatische Energie Opslag (HPES)-systeem van het Nederlandse Flasc (2024)
Als het windpark meer stroom levert dan nodig is dan perst een hydraulische pomp op een drijvend platform lucht en zeewater via buizen samen in een stalen tank op de zeebodem, die als drukvat dient. Daardoor loopt de druk in die tank op tot 200 bar. Zo wordt de stroom opgeslagen als hydraulische energie. Als er geen of te weinig wind is, wordt de druk in de tank verlaagd en drijven zeewater en perslucht een turbine aan, die weer elektriciteit opwekt. Op die manier kan het windpark ook stroom leveren als het niet waait. Driekwart van alle elektriciteit die in het systeem wordt opgeslagen, komt er ook weer uit als stroom.
Boorplatforms en wind
Radar die vogeltrek monitort. (2024)
Drijvende radar voorkomt dat vogels en vleermuizen botsen met windparken op zee. Wanneer grote zwermen vogels het toekomstige windpark Ecowende - zo’n 53 kilometer voor de Nederlandse kust bij Wijk aan Zee - naderen, kunnen windturbines automatisch worden stopgezet of vertraagd.
Windmolens en vogels
Camera’s op 10 meter hoge palen kan je continu de lucht af laten speuren op zoek naar vogels. Het systeem kan door middel van kunstmatige intelligentie verschillende vogelsoorten herkennen. Daarnaast analyseert het hun positie, snelheid en route. Als een vogel te dicht bij een windturbine in de buurt komt, wordt de draaisnelheid van de rotorbladen aangepast.
De windmolen gaat in sluimerstand en draait nog maximaal met twee omwentelingen per minuut. Dit voorkomt dat de vogels geraakt worden door de rotorbladen. Zo moet vogelsterfte rond windmolenparken worden teruggedrongen.
Ieder jaar laten 50.000 vogels het leven door windmolens in Nederland. Door katten 18 miljoen.
Vliegende windmolens en energievliegers
Vliegers die energie opwekken. Het Britse Kite Power Systems wil op 450 m hoogte energie gaan opwekken door vliegers omdat ze veel goedkoper zijn en minder materiaal nodig hebben dan conventionele windmolens.
Windturbines in heliumballonen
Het Amerikaanse Altaeros Energies werkt aan windturbines in heliumballonen, die een hoogte van 300 tot 600 meter kunnen bereiken. De ballonen kunnen ook ingezet worden voor communicatiediensten.
Ze kunnen worden ingezet in afgelegen gebieden of op festivals en genoeg groene stroom opwekken om een dieselaggregaat te vervangen. Filmpje zie hier
Windenergie uit wind op 200 meter hoogte
Ampyx Power is een compact systeem dat gebruik maakt van de harde wind boven de 200 meter. Een essentieel onderdeel van dit systeem is een vliegtuig dat met een kabel aan een lier verbonden is die zich op een platform bevindt. Door het vliegtuig autonoom te laten opstijgen en hoog in de lucht patronen te laten vliegen wordt de kabel steeds uitgerold, waardoor de lier gaat draaien en als een dynamo stroom produceert.
AP4 wordt ontwikkeld voor de vervangingsmarkt van de eerste generatie offshore windturbines in Europa, als deze aan het einde van hun levensduur zijn. De bestaande funderingen kunnen hergebruikt worden om platforms op te plaatsen. Daarvandaan kunnen vliegtuigen met een katapult worden gelanceerd en met behulp van de kabel ook weer landen voor bijvoorbeeld onderhoud of reparatie. Het nieuwe systeem zal effectiever en stiller zijn dan de huidige windturbines en daarnaast goedkoper zijn en minder onderhoud vergen. Omdat het tevens een klein en handzaam systeem is zal het op veel plekken in de wereld ingezet kunnen worden. Dat kan zowel offshore, op bijvoorbeeld drijvende platforms, als onshore
Kite energy (2023)
De windturbines van EnerKíte kunnen volgens het bedrijf tweemaal de jaarlijkse opbrengst van een conventionele windturbine met hetzelfde vermogen bereiken. Bovendien is er voor het hele apparaat minder staal en beton nodig, zo’n 90 procent minder dan bij de traditionele windturbine.
Wing 7
De 'Wing 7' is een kruising tussen een modelvliegtuig en een windmolen en kan tot 1.500 meter hoogte reiken. Omdat de Wing 7 deze hoogtes kan bereiken, is de vliegende windturbine in staat de dubbele energie van conventionele windturbines te genereren. Het apparaat heeft een spanwijdte van acht meter en weegt 56 kilogram. Opgewekte energie wordt via een ketting naar de grond gebracht. Het vliegtuigje kan een constant vermogen van 20 kilowattuur leveren. Dit betekent dat de Wing 7 20 kilowattuur energie kan opwekken uit wind met een snelheid van 35 kilometer per uur. Volgens de ontwerpers van de Wing 7 is de technologie ontworpen om zo efficiënt mogelijk te werken op een middenhoogte tussen 300 meter en 600 meter. De vliegende turbine zou zelfs in staat zijn om zonder subsidies te concurreren met kolencentrales. Deze leveren nu energie tegen de laagste kosten. Windenergie door zweefvliegtuigen De zogenoemde PowerPlane is een zweefvliegtuig welke met een kabel vastzit aan een stroomgenerator op de grond. Het toestel gebruikt de wind om rondjes te draaien en wekt op die manier elektriciteit op. Volgens Ampyx kan de PowerPlane concurreren met opwekmethodes op basis van fossiele brandstoffen.De generator staat op de grond. Het vliegtuigje moet een paar dagen in de lucht blijven; landen en opstijgen zonder dat de mens er bij moet zijn en door brede vleugels meer stroom opwekken. Erg geschikt in dun bevolkte landen. Zie hier
Op het KWIC hebben we creatieve sessies gehouden
m.b.t. windmolens en innovatieve ideeen.
Ze kwamen op een drive in bioscoop met een doek
gespannen tussen twee windmolens. Ondertussen
kunnen de auto's geladen worden.
Een festivalterrein met tenten die tussen drie
of vier windmolens zijn gespannen.
Een windmolen met infocentrum.
Een gouden windmolen of een in de kleuren
van ons college (of een bedrijf).
Zie https://youtu.be/opxJ5Tb38vI
Hoe kleiner de installatie hoe minder die opbrengt. Maar de afname gaat in het kwadraat. 8 keer kleiner is 64 x minder opbrangst. Etc.
Daarom is urban wind een illusie. Daarbij heeft de wind de nijging objecten met weerstand te mijden en er omheen te gaan.
Toch is er in 2024 weer aandacht voor bij hoge gebouwen met een relatief klein dak. Bij grote daken weegt de investering vaak niet op tegen de opbrengst. Leg er dan zoveel mogelijk zonnepanelen op. Powernest heeft horizontale lamellen en verticale geleidingsplaten die de wind vangen en in een soort tunnel naar de as van de turbines persen met 1,5 tot 4,5 meer opbrengst. Vijf modules van Ibis wekken jaarlijks 92 megawattuur stroom op. Daarnaast liggen alle daken van het gebouw vol bifasale zonnepanelen, die nog eens 146 megawattuur per jaar opwekken. (2024)
Windtrechters
Deze windturbine vangt wind op via een groter trechter, die de windsnelheid vergroot. Aan het einde van de trechter bevinden zich windturbines die door de verhoogde windsnelheid meer energie opwekken.
De eerste Invelox-windturbine van Nedpower. Ze hebben geen zichtbaar draaiende onderdelen, waardoor ze veiliger zijn voor vogels.
Windasperges
Windmolens zonder wieken die gebruik maken van natuurlijke frequentie en vorticiteit waardoor de turbine gaar oscilleren in wervelende lucht veroorzaakt door de wind die de mast omzeilt. Die bouwt dan exponentieel op aangezien het de natuurlijke resonantie van de structuur bereikt. Het is een krachtig effect dat beroemd is geworden door de ineenstorting van de Tacoma Narrows-brug in 1940, beelden waarvan Yáñez heeft geïnspireerd om te proberen een structuur te bouwen om deze energie te gebruiken in plaats van te voorkomen.
De turbine "drijft" op magneten, die, naast een significante versterking van de oscillatie, ook wrijving elimineert en dure smeeroliën of mechanische onderdelen nodig heeft.
Zie hier.
Windmolen die waterstof maakt.
In de windturbine (4,8 megawatt) kan men elektrolyse-technologie inbouwen. Hierdoor kunnen er veel componenten worden weggelaten waardoor de waterstofproductie goedkoper, efficiënter en robuuster wordt. Je kan direct waterstof maken voor de industrie of in een hybride variant. Dan wordt overtollige windenergie omgezet in waterstof. Het eerste exemplaar wordt in 2019 geplaatst in het windturbine testveld van ECN in de Wieringermeer. De windmolen zal de allereerste ter wereld zijn die direct waterstof kan produceren. Bron duurzaam bedrijfsleven.
De verwachting is dat het vermogen van die molens bij elkaar zal zijn opgelopen van 1 GW nu, naar 12 GW in 2030. Dat kan hoogspanningsbedrijf TenneT nog net aan. Als er nóg meer komen, en die komen er, moeten de machtige molens worden stilgezet. Van alle energie die we gebruiken is maar 20 procent elektriciteit. De rest is voornamelijk warmte; voor de industrie en voor verwarming, vooral van woningen. Daarvoor kun je uitstekend waterstof gebruiken. En die kun je op zee maken uit windstroom. Dat is veel goedkoper dan de stroom aan land te brengen en er daar waterstof mee te maken. Het is tienmaal duurder om energie te transporteren in de vorm van elektriciteit dan in de vorm van waterstof. Een waterstofindustrie op zee kan bovendien de oplossing zijn voor de weersafhankelijke energie van zon en wind. In winterse periodes, waarin we het soms vele dagen zonder zon en met wind moeten stellen, hebben we aan de zonne- en windparken dan niks.
Opslag van stroom in grote batterijen is geen optie. Hooguit geschikt voor de opvang van de dagelijkse dipjes en bovendien veel te duur. Energie opslaan in batterijen is honderdmaal duurder dan opslaan in de vorm van waterstof.
12 MW windmolen
Men is bezig een windmolen te ontwikkelen van 260 meter hoog, goed voor 12 megawatt en zal ongeveer 67 gigawattuur aan duurzame energie per jaar produceren. Goed voor de elektriciteitsvoorziening van ongeveer 16.000 huishoudens. Hij komt in Rotterdam te staan om te testen.
Grootste windmolens (5-2017)
Uit de kust bij Liverpool staan nu 32 windmolens van 8 MW en 195 meter hoogte. De ontwikkeling gaat misschien wel door naar 13-15 MW.
(2018) De Moray Offshore Windfarm, die 22 kilometer uit de kust van Schotland verrijst, heeft honderd enorme windmolens besteld bij MHI Vestas. De zogeheten V164-windturbines hebben een capaciteit van 9,5 megawatt per stuk, waarmee de totale capaciteit van het offshore windpark op maar liefst 950 megawatt uitkomt. Het Schotse windpark gaat stroom leveren tegen een prijs van £ 57,50 per megawattuur. Dit is een forse kostenreductie, aangezien vergelijkbare projecten, die momenteel in aanbouw zijn, stroom leveren voor ongeveer £ 140 per megawattuur.
Drijvende windmolens in 100 m diep water
2020. Voor de kust van Portugal zijn drie turbines van 119 meter hoog en geplaatst die staan op een gigantisch drijvend ponton. Samen leveren ze stroom voor 60.000 Portugese bewoners. Dit metalen onderstel zit met kabels vast aan de grond,100 meter diep, en blijft daardoor stabiel. Dit ondanks de harde winden op locatie, twintig kilometer van de kust.
De prijs van één megawattuur energie van drijvende molens ligt nu nog op zo’n € 180 en kan naar € 40 tot € 60 door schaalvoordelen.
Het eerste drijvende windmolenpark werd in 2017 in gebruik genomen door het Noorse Statoil. In 2023 moeten in totaal twaalf drijvende windparken voor een productie van 364 megawatt zorgen. De windparken staan verspreid over de Europese zeeën en zijn gefinancierd door diverse partijen.
De meeste drijvende windparken liggen in gebieden waar de zee meer dan zestig meter diep is. Een offshore windpark is daar niet economisch rendabel. De drijvende parken zijn verder makkelijk te installeren.
Drijvende platformen zijn niet alleen geschikt voor het opwekken van windenergie. Het is ook mogelijk om een zonnepark op zee te laten drijven. Een consortium van Nederlandse partijen werkt aan 's werelds eerste drijvende zonnepark op zee.
Mini windturbine
Onderhoudsvrije miniwindturbine met houten bladen gaat 20 jaar mee en heeft zich uiterlijk halverwege zijn levensduur heeft terugverdiend. De molen, met een prijs van rond de € 37.500, wekt jaarlijks 30.000 kilowattuur op. Mogelijk komen er 3000 in Groningen..
IRWES
is een unit boven op een dak, in harmonie met de architectuur van het gebouw. Het systeem haalt drie windstromen binnen: de wind die rechtstreeks naar binnen waait, de wind die door de gevel van het gebouw omhoog wordt gestuwd en de wind die over het systeem waait. Deze windstromen gaan door een steeds kleiner wordende opening met grote snelheid de turbine in. Door deze versnelling is de energieopbrengst hoger en werkt het systeem ook bij weinig wind. Ewicon
Een windmolen’ zonder bewegende onderdelen? Hij bestaat en sinds woensdag 27 maart 2013 is een model ervan te zien voor het gebouw van de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica (EWI) van de Technische Universiteit Delft. De model-EWICON (Electrostatische WIndenergie CONvertor) is ontworpen door Mecanoo architecten. De techniek is ontwikkeld door TU Delft in een consortium met Wageningen UR en commerciële bedrijven* in het kader van een economie-ecologie-technologie overheidsprogramma . De baanbrekende windenergieconvertor zet windenergie om in elektriciteit zonder draaiende mechanische onderdelen. Resultaat: veel minder slijtage, lagere onderhoudskosten en geen geluidsoverlast of slagschaduw. Het maakt de turbine bij uitstek geschikt voor installatie op zee of in de stad, bijvoorbeeld op het dak van een hoog gebouw.
De model-EWICON ziet er vrij abstract uit. Een vloeiend stalen frame in de vorm van een rechthoekige -O- omhult een raamwerk van horizontale stalen buisjes. In het raamwerk worden geladen druppeltjes gecreëerd die door de wind worden weggeblazen. De beweging van de druppeltjes veroorzaakt een elektrische stroom, die aan het elektriciteitsnet afgegeven kan worden. In 2009 heeft Mecanoo de EWICON toegepast in het ontwerp van het Stadstimmerhuis 010 in Rotterdam, waar het 010-teken op het dak zou worden uitgevoerd in twee EWICON’s. Doorontwikkeling van de EWICON zal plaatsvinden als er financiering gevonden wordt voor vervolgonderzoek.
De windwokkel
De bijzondere constructie zorgt ervoor dat wind wordt aangezogen. Het gemiddeld rendement ten opzichte van een normale urban propeller windmolen ligt 5 tot 8 keer hoger.
In mijn afstudeerscriptie heb ik vergelijkend onderzoek gedaan naar verschillende typen windturbines", zegt bedenker Richard Ruijtenbeek. "Daaruit bleek dat zeven Archimedes-turbines van 30 meter hoog evenveel energie opleveren als drie moderne turbines van 124 meter hoog. Die zeven Archimedes-turbines zijn echter wel veel goedkoper, hebben veel minder effect op het landschap en zorgen voor minder geluidsoverlast. "
De O-windturbine
Flat vol horizontale windmolens..leuk maar wel (te) duur