Capaciteit windenergie.

De totale capaciteit van windenergie wereldwijd is vorig jaar met een vijfde gegroeid. Dat meldt de Global Wind Energy Council (GWEC), een branchevereniging voor de sector.

Capaciteit windenergie

De totale capaciteit steeg met 60,4 gigawatt naar 651 gigawatt. Dat is omgerekend een stijging van 19 procent. Het is de op een na grootste stijging ooit.

Er werden relatief vooral veel nieuwe windmolens op zee geplaatst. In totaal steeg de offshorecapaciteit met 6,1 gigawatt. Voor het eerst staat een tiende van de nieuwe windturbines op zee.

In eerste instantie ging de GWEC ervan uit dat 2020 een recordjaar zou worden voor de ontwikkeling van windenergie. Maar de uitbraak van het coronavirus gooit mogelijk roet in het eten.

De precieze gevolgen zijn nog niet duidelijk. Maar de brancheorganisatie zegt wel over enkele maanden met nieuwe verwachtingen te komen.

Topman Ben Backwell merkt op dat er nog niet genoeg gedaan wordt. Om de doelen van het klimaatakkoord van Parijs te halen moeten er dit decennium jaarlijks voor 100 gigawatt aan nieuwe windmolens worden gebouwd.

Opbrengst van windturbines

De opbrengst van een windturbine hangt af van het type, de windsnelheid, het nominaal vermogen (bepaald door de generator), de tijd die een windmolen kan draaien en het rendement van de omzetting van windenergie naar elektriciteit. De totale hoeveelheid beschikbare wind op jaarbasis wordt uitgedrukt door een indexcijfer dat de wind in dat jaar aangeeft ten opzichte van ‘normale’ jaren, deze index heet de Windex.

Windsnelheid

Het windvermogen is evenredig met de derde macht van de windsnelheid. Vergelijk de luchtweerstand van een auto, die ook meer dan evenredig (kwadratisch) toeneemt met de snelheid. De windsnelheid wordt bepaald door:

  • de plaats van de windmolen: aan de kust en vooral boven open zee waait het meestal harder dan landinwaarts;
  • de hoogte van de turbine: op grotere hoogte waait het doorgaans harder, maar landinwaarts is de windsnelheid overdag onder ongeveer 90 meter gemiddeld hoger dan daarboven.
  • de tijd van de dag: boven land waait het overdag tot een hoogte van ongeveer 90 meter gemiddeld harder dan ’s nachts;
  • het seizoen: in de winter waait het gemiddeld harder dan in de zomer.
  • de temperatuur van de lucht. Warmere lucht is ijler en bevat dus minder energie.
  • al dan niet variabele windrichtingen in combinatie met de snelheid waarop de turbinebladen zich op de windrichting kunnen instellen. Dit is meestal het geval bij nagenoeg windstil weer wanneer de opbrengst dus sowieso al erg laag is.

Het jaargemiddelde van de windsnelheid op een bepaalde plaats en ashoogte is redelijk in te schatten. De selectie van locaties gaat in eerste instantie via een windatlas, en in een latere fase via windmetingen.

Tijd die een windmolen kan draaien

Een windmolen gaat draaien vanaf windkracht 2–3 en wordt stilgezet boven windkracht 10 tot 12 (afhankelijk van het type) om overbelasting te voorkomen.

Omdat de wind niet altijd constant waait wordt de draaitijd vaak uitgedrukt in vollasturen per jaar. Levert een windmolen zijn nominaal vermogen dan is elk uur precies één vollastuur. Levert een molen bij lichte wind de helft van zijn nominaal vermogen dan is elk uur een half vollastuur. Een offshore windmolen kan meer dan 4000 vollasturen leveren. (Ter vergelijking een kerncentrale ongeveer 8000 uur en zonnepanelen ongeveer 1000 uur). Aan land is dat typisch 2500-3000 vollasturen. Vollasturen geven een waarde die de opbrengst van een windmolen bepaalt.

Turbinevermogen en opbrengst

De energieopbrengst van een windturbine is evenredig met het kwadraat van de rotordiameter en de derde macht van de gemiddelde windsnelheid. Windmolens met 3 wieken, met een diameter van 40 m en een masthoogte van 50 m, kan bij een optimale windsnelheid (windkracht 6) 500–750 kilowatt (kW) leveren. Een grotere windmolen met een rotordiameter van 60 m en een masthoogte van 70 m kan een vermogen hebben van 1 tot 1,5 megawatt (MW). Bij zeer grote rotordiameters neemt de efficiëntie niet af, maar wordt de windmolen ontworpen voor een lager toerental. De snelheid van de uiteinden van de wieken moet hooguit ongeveer 75 m/s worden, omdat daarboven geluid een probleem wordt. In de periode 1980–2008 is de “standaard” windmolen steeds groter geworden. Als “meest verkocht model” als standaard wordt gehanteerd, dan is dat anno 2008 een windmolen met een masthoogte van 70 tot 108 m en een generator vermogen van 2 tot 3 MW. De rotordiameter van een windmolen hangt af van het generatorvermogen, de masthoogte en het windregime ter plaatse. Aan de kust waait het op 100 m hoogte wat harder dan in het binnenland. Daardoor hebben windmolens verder weg van de kust een hogere mast en/of langere wieken.
error: