Windenergie de techniek

Het woord zegt het al: windenergie is energie verkregen uit wind. Wind is stroming van lucht. Windenergie wordt omgezet in elektriciteit. En met die elektriciteit kunnen we onze machines laten draaien.

Hoe gaat dat nu in z’n werk?
Een windturbine bestaat uit een mast, wieken – de rotorbladen – en een zogenoemde gondel bovenop de mast. Het belangrijkste deel van een windturbine zijn de rotorbladen. De vorm van de bladen zorgt ervoor dat de energie van de langsstromende lucht het blad in een draaiende beweging brengt. De rotorbladen zitten vast aan een as of naaf. Deze hoofdas zet de draaiende beweging versneld voort in een tandwielkast. Die tandwielkast is weer verbonden met een generator die vervolgens de elektriciteit opwekt. Net als bij een dynamo van een fiets. As, tandwielkast en generator zitten in de gondel bovenop de mast. 

Opbrengst
Vier factoren bepalen de opbrengst van een windturbine:

• de hoeveelheid wind

• de grootte van de rotorbladen (rotordiameter)

• de hoogte van de mast (ashoogte)

• het vermogen van de generator

Deze factoren zijn echter niet ieder afzonderlijk verantwoordelijk voor de opbrengst. Een hoge windturbine met grote rotorbladen maar uitgevoerd met een kleine generator zal minder elektriciteit leveren dan dezelfde turbine uitgevoerd met een grote generator. En weliswaar geldt hoe meer wind hoe beter, maar bij windkracht 10 zetten we de turbines toch maar liever stil om schade te voorkomen.

De stroomproductie
Aan de hand van het vermogen van een windmolen, de windsnelheid en de rotordiameter kunnen de meest uiteenlopende vormen van stroomproductie worden berekend. Aan de hand van één turbine geven we een aantal voorbeelden.

Een turbine van 900 kW (en een rotordiameter van 52 meter, ashoogte 70 meter) levert aan de Zeeuwse kust circa 1.900.000 kWh per jaar. Dat is goed voor de jaarlijkse stroombehoefte van 575 gezinnen.

Als het een hele dag 12 m/s of harder waait (windkracht 6), levert de turbine van 900 kW in die 24 uur 24 * 900 = 21.600 kWh. Een gemiddeld Nederlands gezin gebruikt circa 3.300 kWh per jaar, dus de molen kan met de energie van één dag een gezin al ruim zes jaar van stroom voorzien.

Het gemiddelde vermogen van de molen wordt berekend door de jaarproductie te delen door het aantal uren in een jaar: 1.900.000/8760 = 216.9 kW. Dat is 24% van het maximale vermogen dat de turbine kan leveren.

De specifieke productie per vierkante meter rotoroppervlak is een goede eenheid om de prestaties van turbines van verschillende grootte of type te vergelijken.
Daarvoor deel je jaarproductie door het rotoroppervlak in vierkante meters: 1.900.000 / 2.124 = 895 kWh per vierkante meter.

Het aantal vollasturen van een turbine is het aantal uren dat de molen op vol vermogen zou moeten draaien om de jaarproductie te produceren. Hiervoor deel je de jaarproductie door het nominale (maximale) vermogen:
1.900.000 / 900 = 2111 vollasturen.

Gemiddelde jaaropbrengst Zeeuwind
De windturbines van Zeeuwind en haar partners hebben een gemiddelde jaaropbrengst van 60.000.000 kWh. Het gemiddeld verbruik van een huishouden is 3.300 kWh. Zeeuwind kan dus bijna 18.200 huishoudens van groene stroom voorzien.
Is uw huishouden er daar één van?