Windturbine

Windmolens op de rechterhavendam in Zeebrugge

Eén van de vier windturbines (2005) uit Lanaken industriepark

Windturbines in opbouw voor het windmolenpark voor de Noord-Hollandse kust

Windturbinepark in de ochtend

Windturbine is de naam die wordt gebruikt voor moderne windmolens. Deze worden meestal gebruikt om elektriciteit (groene stroom) op te wekken, soms in grote 'parken' met vele windturbines, bijvoorbeeld op de Maasvlakte.

Voor- en nadelen worden besproken onder het lemma windenergie.

De twee hoofdtypes windturbine zijn de horizontale asturbine en de verticale asturbine. Windturbines met een horizontale as komen in Nederland en wereldwijd momenteel (2006) verreweg het meest voor.

[bewerk] Opbouw van een moderne windturbine met horizontale as

Een moderne windturbine met horizontale as bestaat van boven naar onder uit:

• Rotor(bladen)
• Gondel met daarin:
  • versnellingsbak
  • naaf
  • generator
  • krui-installatie
• Mast met daarin:
  • kabels
• Netaansluiting

[bewerk] Rotor(bladen)of wieken

De bladen van een windturbine wordt rotors of wieken genoemd. De rotor zet bewegingsenergie van de wind om in een draaiende beweging van de as. De wieken zijn gevormd volgens hetzelfde principe als een vliegtuigvleugel. In tegenstelling tot wat vaak gedacht wordt is de opbrengst van een windturbine nauwelijks afhankelijk van het aantal rotorbladen of wieken. In Nederland gebruikten fabrikanten in eerste instantie twee rotorbladen of wieken. Dat is een eenvoudiger constructie. Tegenwoordig gebruiken vrijwel alle fabrikanten drie bladen. Drie bladen belasten de mast gelijkmatiger en ogen veel rustiger.

Bij oudere turbines stonden de rotorbladen of wieken met een vaste instelhoek ten opzichte van de as. Deze wieken waren zo van vorm dat bij zeer hoge windsnelheden er turbulentie rond de bladen ontstond die de beweging stilzette. Tegenwoordig kunnen de wieken draaien over hun lengteas. Daardoor kunnen ze bij elke windsnelheid de optimale stand hebben, waardoor een optimale opbrengst bereikt wordt. Bij windsnelheden boven windkracht tien kunnen de rotorbladen geleidelijk uit de wind worden gedraaid. Dat is minder belastend voor het elektriciteitsnet dan het plotselinge afschakelen van overtrekbeveiligde turbines en vergroot de opbrengst. Deze installatie wordt ook de pitch genoemd; aan de binnenzijde van de rotorbladen zit een tandwielprofiel die met een kleiner tandwiel, waar een elektromotor aan bevestigd is, wordt verdraaid.

De rotorbladen of wieken zijn altijd naar de wind toegekeerd. Er is ook geëxperimenteerd met zogenaamde downwindmachines maar die hadden als nadeel dat de bladen zich dan in het zog van de mast bevinden. De turbulentie in dit zog vermindert de opbrengst en zorgt voor extra veel geluid. Bovendien zorgt de asymmetrische belasting van de wieken voor versnelde slijtage.

Op het Noordelijk halfrond draaien de meeste moderne molens rechtsom (met de wijzers van de klok mee), bezien met de wind in de rug. Dit geeft een extra rendement, omdat de wind met het stijgen van de hoogte ruimt, tussen de boven- en onderkant van de draaicirkel van de rotorbladen kan de windhoek zo'n 5 tot 20 graden verschillen.

[bewerk] Gondel

De gondel is de behuizing op de mast waarin zich de meeste apparatuur bevindt. Steeds meer fabrikanten geven hun gondel een aerodynamische vorm om zo de opbrengst verder te vergroten. De gondel is als het ware het brein van de windturbine.

[bewerk] Tandwielkast

De rotatiesnelheid van de rotor is eigenlijk te laag om de generator op de noodzakelijke 50 Hz te laten draaien. De meeste windturbines hebben daarom een tandwielkast. Deze tandwielkast werkt als een versnellingsbak. Sommige windturbines hebben een zogenaamde ringgenerator.

[bewerk] Naaf

Verbinding tussen de bladen en de as.

[bewerk] Generator

De generator zet de beweging van de as om in elektriciteit. Het is eigenlijk niets anders dan een grote dynamo.

[bewerk] Krui-installatie

De krui-installatie zorgt ervoor dat de rotor steeds naar de wind gericht blijft. Soms kan het voorkomen dat de wind een paar keer in dezelfde richting helemaal rondgedraaid is. Het mechaniek volgt de wind. Om te voorkomen dat de kabels in de mast dan teveel in elkaar draaien draait de gondel dan een paar keer om zijn as tot de kabels weer goed hangen.

[bewerk] Mast

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.

[bewerk] Netaansluiting

Tot het einde van de jaren negentig waren de generators direct op het elektriciteitsnet aangesloten. Zo'n aansluiting is eigenlijk alleen mogelijk met een klein percentage windenergie in combinatie met een net met voldoende conventionele capaciteit om de frequentie van het net constant te houden. Vandaag de dag maken vrijwel alle fabrikanten gebruik van zogenaamde variabele snelheidstechnologie. Dat houdt in dat een deel of alle stroom van de generator via een AC-DC-AC-omvormer wordt geleid. De windturbine geeft daardoor stroom met de gewenste frequentie af, zonder dat gewone centrales zogenaamde blindstroom hoeven te leveren. Met zo'n aansluiting kan de snelheid van de rotor variëren.

[bewerk] Opbouw van een moderne windturbine met verticale as

Tonmolen met verticale as te Paaslo. Deze molen wordt gebruikt om een waterpomp aan te drijven, maar met hetzelfde principe kan een generator aangedreven worden.

Darrieus-windturbine

Windturbines met een verticale as zijn onafhankelijk van de windrichting wat een groot voordeel kan zijn als dergelijke windturbines worden geplaatst in situaties waarbij er sterke windrichtingsvariaties kunnen optreden. Er zijn echter ook een nadelen aan verticale-as-turbines. Om een goed rendement te verkrijgen moeten dergelijke windturbines wel volgens het liftprincipe zijn ontworpen. Een Darrieus-rotor is daarvan een voorbeeld. De Darrieus kent open en dichte rotoren. Dichte staan o.a. bij Aeolus en een open Darrieusrotor staat in de duinen bij het ECN ten noorden van Petten en is vanaf de weg zichtbaar. Onder goede windcondities, met weinig variatie in windsnelheid en richting presteren deze windturbines minder dan een gewone "propeller"-windturbine. Maar voor toepassing op gebouwen zijn verticale-as turbines zeer geschikt.

[bewerk] Windturbines in Nederland

Stand juli 2005 WSH: Statistiek windenergie in Nederland

Windturbines in de Eempolder

[bewerk] Windturbines in Vlaanderen (België) (alfabetisch op gemeente)

• Antwerpen, Zandvlietsluis: 2 x 2MW
• Beveren, Kallo: 1 x 0,6 MW, Turbowinds T-600, uitgebaat door GRC
• Brugge, Boudewijnkanaal: 14 (14 x 0,6 MW) Turbowinds T-600-windturbines, uitgebaat door Aspiravi Plus en Electrabel
• Brugge, Herdersbrug: 7 (7 x 1,8 MW) Enercon E66-windturbines uitgebaat door Electrawinds
• Brugge, Pathoekeweg: 5 x 0,6 MW, uitgebaat door Electrabel
• Diksmuide: 2 (2 x 0,8 MW) Enercon E-48-windturbines uitgebaat door cvba BeauVent
• Eeklo: 1 (1 x 1,8 MW) Enercon E66-windturbine uitgebaat door Aspiravi Plus
• Eeklo: 3 (2 x 1,8 MW en 1 x 0,6 MW) Enercon-windturbines uitgebaat door de coöperatie Ecopower
• Gent, Rodenhuize: 2 x 2 MW, uitgebaat door Electrabel, op het terrein van de Electrabel
• Gent, Wondelgem: 2 x 2 MW, uitgebaat door Electrabel, op het industrieterrein Durmakker
• Gent, Wondelgem: 1 x 1,6(??) MW, op het terrein van de Vlaamse Dienst voor Arbeidsbemiddeling en Beroepsopleiding.
• Gentse haven, meer bepaald het kluizendok: 11 (11 x 2 MW) Enercon-windturbines, gezamenlijk uitgebaat door Ecopower en SPE Power
• Halle: 1 x 1,65 MW, Vestas V66, uitgebaat door Colruyt
• Hasselt, Godsheide langs Albertkanaal: 3 (3 x 0,4 MW) Turbowinds T-400-windturbines,
• Hoogstraten: 6 x 2 MW, uitgebaat door Electrabel
• Kapelle-op-den-Bos, sluis Zemst - Kanaal van Willebroek: 3 (3x0.4 MW) Turbowinds T-400-windturbines, uitgebaat door Aspiravi.
• Kasterlee (Lichtaart): 1 windturbine (0,66 MW) in Bobbejaanland
• Kruibeke: 3 (3 x 2 MW) DeWind D8-windturbines uitgebaat door cvba Wase Wind langs de E17
• Lanaken : langs Albertkanaal: 4 (4 x 2 MW Vesta V80),uitgebaat door Electrabel. Hoogte 100 meter, rotordiameter 80 m.
• Lommel, op de terreinen van Umicore langs de J&R Vlegelstraat: 8 x 2MW (Vestas V80-100m), uitgebaat door Gislom.
• Middelkerke, Lombardsijde: 1 x 0,66 MW Vestas V47 en 1 x 0,9 MW Neg Micon, uitgebaat door Aspiravi.
• Puurs, langs het kanaal Brussel-Rupel, op grond van de Vlaamse Gemeenschap: 2 x 2MW, uitgebaat door Aspiravi.
• Schelle: 3 x 1,5 MW, uitgebaat door Electrabel
• Zedelgem: 1 (1 x 1,8 MW) Enercon E66-windturbine uitgebaat door Electrawinds
• Zeebrugge, oostelijke strekdam en LNG-dam: 25 (3x0,6 + 12x0,4 + 10x0,2 MW) Turbowinds-windturbines, uitgebaat door Aspiravi. Dit windmolenpark werd reeds gebouwd in 1987 en was daarmee een van de eerste in Europa.

Windturbines in Schelle

[bewerk] In aanbouw

• Het bouwen van Windpark Q7 dichtbij IJmuiden is in de zomer van 2006 van start gegaan. Het Q7 zal bestaan uit 60 Vestas V-80 wind turbines van elk 2 MW. Het windpark moet in 2008 klaar staan [1].

• Men plant de bouw van een farshore windenergiepark op de Thorntonbank, 27 à 30 km in de Noordzee. Het park zou een geïnstalleerd vermogen van min. 216 MW tot max. 300 MW krijgen. Dit komt op 60 windturbines van min. 3,6 MW tot max. 5 MW per turbine.
• In Ieper komen er ook windmolens langs de kaai.
• In Gistel langs de A18/E40 ten oosten van de afrit Gistel: 4 x 2 MW, uitgebaat door Aspiravi, proefdraaien in februari-maart 2007.

[bewerk] In planning

• Ook op een volgende zandbank, evenwijdig aan de Thorntonbank, die voorlopig de naam Bank Zonder Naam draagt, plant men een windmolenpark van 30 windturbines van elk 5MW. Het project draagt de naam ELDEPASCO.

[bewerk] Zie ook

• Windenergie
• Windmolenpark
• Lijst van windturbinefabrikanten

[bewerk] Externe link

Meer afbeeldingen die bij dit onderwerp horen kunt u vinden in de categorie Wind generators van Wikimedia Commons.

• Windpower.org - Site in vijf talen (da, de, en, es, fr) met enorm uitgebreide informatie over de windturbine en alle bijbehorende zaken.
• Quality in Wind, Advies en inspectie van windturbines