<> 

Inleiding windenergie

 

Eigenlijk is energie putten uit de wind niet nieuw. Al eeuwen probeert de mens windkracht efficiënt te benutten. Denk maar aan de oude windmolens die vroeger graan maalden of aan de zeilschepen. De uitvinding van de stoommachine en de grootschalige toepassing ervan (vanaf de Industriële Revolutie) maakte deze windmolens echter werkloos. Windmolens verdwenen in de geschiedenisboekjes. Niet voorgoed, want windenergie blijkt nu meer dan ooit een mooie én zuivere toekomst te hebben. De oliecrisis in het begin van de jaren zeventig gaf de aanzet. Olie werd duurder en onderzoek wees uit dat met de stijgende energievraag de reserves aan fossiele brandstoffen (steenkool, aardolie en aardgas) met de dag slinken. Die alarmerende berichten brachten windenergie opnieuw in beeld. Het duurde echter tot het begin van de jaren tachtig alvorens werkelijk geloof werd gehecht aan de rendabele mogelijkheden van windenergie. De klimaatproblematiek heeft windenergie nog een extra duwtje in de rug gegeven. Door het gebruik van fossiele brandstoffen stijgt de concentratie van koolstofdioxide (CO2) in de atmosfeer en dit gas is één van de belangrijkste oorzaken van de versterking van het broeikaseffect. De productie van energie is een belangrijke veroorzaker van niet- natuurlijke CO2- uitstoot. Om het tij te doen keren, is de internationale gemeenschap via het zogenaamde Kyoto- protocol tot afspraken gekomen om de uitstoot van CO2 te beperken.

 

Windturbine

Windturbine” is de naam die wordt gebruikt voor moderne windmolens. Deze worden gebruikt om elektriciteit (groene stroom) op te wekken. We zetten de voor- en nadelen van windturbines eens eventjes op een rij:

 

Voordelen:

·         Energiebron, namelijk de wind, is onuitputtelijk.

·         Het omzetten van wind naar elektriciteit is vrij van enige reststof. Er komen geen uitlaatgassen noch afvalstoffen vrij.

·         Windenergie heeft de potentie om een grote bijdrage te leveren aan het behalen van de Kyoto- doelstellingen.

·         Wind is een bron voor gratis energie.

 

Nadelen:

·         Wind is weinig voorspelbaar.

·         Niet alle plaatsen zijn geschikt.

·         Veel mensen vinden dat windmolens hun uitzicht verpesten.

·         Vogels zouden sterven door de draaiende rotorbladen, maar hun broedgedrag zou niet veranderen. (dit is echter zéér gering)

·         Voorlopig zijn de dure installatiekosten ook nog nadelig. De hoeveelheid elektriciteit

·         geleverd door windenergie is nog altijd minimaal.

·         De kostprijs van windenergie ligt aanzienlijk hoger dan de kostprijs van elektriciteit

·         opgewekt met fossiele brandstof.

·         Schaduwhinder

 

Bij het plaatsen van een windturbine heb je keuze uit verschillende fabrikanten. De 2 marktleiders zijn Enercon en Vestas. Vestas maakt gebruik van een tandwielkast om een netfrequentie te bekomen van 50Hz, Enercon daarentegen maakt gebruik van een ringgenerator die vervolgens met een laagtoerental draait. De fabrikanten die met een tandwielkast werken zijn te herkennen aan hun rechthoekige gondel, Enercon heeft een gondel in de vorm van een druppel. Hierdoor is de gondel beter gestroomlijnd (meer aerodynamisch).

 

Onderdelen

De rotor

De moderne windturbine bestaat uit een rotor waaraan in de meeste gevallen 3 wieken

 

(= rotorbladen) bevestigd zijn, of in andere gevallen 2. Het doel van de rotor is echter om de wind via de rotorbladen om te zetten in bewegingsenergie en deze bewegingsenergie  dan over te brengen op de as.

 

In tegenstelling tot wat vaak gedacht wordt is de opbrengst van een windturbine nauwelijks afhankelijk van het aantal rotorbladen of wieken. Tegenwoordig kunnen de wieken draaien in hun lengteas (= pitchen). Daardoor kunnen ze bij elke windsnelheid de optimale stand hebben, waardoor een optimale opbrengst bereikt wordt.

 

Rotorbladen

De, van met glasvezel verstevigde plastic (GRP) / epoxyhars gemaakte rotorbladen zijn van groot belang voor de energieopbrengst en de geluidsproductie van de windenergie installatie. De vorm en het profiel van de rotorbladen zijn ontworpen om te voldoen aan de volgende eisen:

 

-          Hoog vermogenscoëfficiënt

-          Lange levensduur

-          Laag geluidsniveau

-          Lage belasting en

-          Beperkt materiaalgebruik

 

De gondel

De ontwerpers van de gondel van een Enercon windturbine hebben veel aandacht besteed aan de aerodynamica van hun gondel. De vorm van de gondel doet ons aan een druppel denken. Door deze vorm kunnen ze de opbrengst nog meer verhogen. Aan de achterzijde van de gondel is er een ventilator aanwezig die de alternator koelt door middel van luchtkoeling. Er bestaan ook gondels met watergekoelde systemen, deze hebben het voordeel dat ze compacter zijn dan luchtgekoelde ventilatoren, maar ze vereisen een radiator om het water af te koelen. (Er zijn ontwikkelingen bezig om dit in Enercon windturbines te gaan toepassen).

 

Windsnelheids- en windrichtingsmeter

Op de gondel is een windsnelheids- en windrichtingsmeter bevestigd. Een windsnelheidsmeter of anemometer is bedoeld om de windsnelheid te meten. Deze is verbonden met de controller van de turbine. Het is héél belangrijk om de windsnelheid te kennen, want wanneer de wind te krachtig wordt kan dit drastische gevolgen hebben voor de windturbine. De windturbine wordt in dit geval gestopt door in vaanstand te gaan. Wanneer de wind terug afvalt geeft de anemometer een signaal naar de controller dat de windturbine terug mag in werking treden. De omgekeerde weg is ook mogelijk. Dan zal wanneer er te weinig wind is de windturbine niet aangeschakeld worden. De windrichting wordt opgemeten door middel van een windvaan. De windvaan richt zich altijd naar daar waar de wind vandaan komt (toont dus de windrichting aan). Deze is ook terug verbonden met de controller van de windturbine. Deze controller geeft dan een signaal aan de kruimotoren die dan de gondel in de goede windrichting plaatsen. Hierdoor is het mogelijk om bij te dragen aan een maximale output van de windturbine.

 

De mast

De toren dient ter ondersteuning en bevestiging van de gondel. In Europa zijn vrijwel alle masten gesloten metalen cilinders. Vakwerkmasten zoals van elektriciteitsmasten zijn ook mogelijk. Die worden bijvoorbeeld op het platteland van India gebruikt waar de wegen niet goed genoeg zijn om de grote onderdelen van gesloten masten mee te vervoeren. De mast kan in beton zijn of in staal. Betonnen torens worden gebruikt bij de grotere types windturbines met een grote masthoogte. Bv.: een type E82 met een masthoogte van 77m heeft een complete stalen toren, maar een E82 met een masthoogte van 83m maakt gebruik van een betonnen toren. De mast is natuurlijk niet volledig in beton. Het onderste gaan ze in beton maken, en de top in staal (zie foto’s). De onderste betondelen bestaan uit halve cilinders. Eerst gaan ze de 2 eerste halve cilinders op het segment van de fundering plaatsen wat een precisiewerkje is. Deze worden dan aan elkaar geklonken totdat de lijm die ze aan elkaar moet verbinden uitgehard is. Wanneer dit gedaan is worden de andere geprefabriceerde elementen erbovenop geplaatst.

Bouw Enercon windturbine