Windturbines worden strategisch geplaatst op voortdurend winderige plaatsen om ze de beste kans te geven om de meeste energie op te wekken, maar hoeveel energie levert een windmolen eigenlijk turbines produceren?
We weten allemaal dat de wereld meer hernieuwbare energiebronnen nodig heeft – waar je ook staat met betrekking tot klimaatverandering, je moet het feit onder ogen zien dat fossiele brandstoffen een eindige hulpbron zijn en uiteindelijk zullen opraken. Als we willen leven in de comfortabele, door elektriciteit aangedreven wereld die we nu hebben, moeten we alternatieve bronnen vinden.
Enkele van de hernieuwbare energiebronnen die we kunnen gebruiken, zijn onder meer zon, wind, biomassa en geothermie, en hoewel geen enkele technologie het antwoord zal zijn, helpt het samenbrengen van allebei de weg vooruit.
Veel mensen hebben gemerkt dat de overstap van traditionele energieplannen op fossiele brandstoffen naar onbeperkte abonnementen op hernieuwbare energie onmiddellijke toegang tot schone energie, zonder de zware investeringen van zaken als zonnepanelen.
Een andere schone energiebron die al over de hele wereld groeit, zijn windturbines. Dit zijn enorme constructies die strategisch zijn geplaatst op voortdurend winderige plaatsen, om ze de beste kans te geven om de meeste energie op te wekken.
Maar hoe werken windturbines eigenlijk?
Hoe is wind energie geproduceerd?
Windenergie wordt geproduceerd wanneer we de kracht van de luchtstroom uit onze atmosfeer gebruiken om elektriciteit op te wekken. Windturbines doen dit door de kinetische energie van de wind (bijvoorbeeld de bewegende energie) vast te leggen.
Er zijn momenteel drie verschillende soorten windenergie: windenergie op utiliteitsschaal, gedistribueerde (kleine) windenergie en offshore windenergie.
Windenergie op utiliteitsschaal omvat turbines van alle groottes die hun vermogen aan het net leveren en worden gebruikt door nutsbedrijven.
Offshore windenergie is precies wat het klinkt zoals – dit zijn enorme windturbines die op zee zijn gebouwd en de meeste stroom opwekken.
Natuurlijk is niet alle elektriciteit die via het elektriciteitsnet loopt afkomstig van schone bronnen zoals wind en zon. het komt nog steeds uit brandende brandstoffen. Zelfs hernieuwbare brandstoffen laten schadelijke gassen weg, dus we moeten ons bewust zijn van waar onze energie vandaan komt.
Je weet dit misschien niet, maar in veel staten kun je kiezen waar je energie vandaan komt. We stellen onze klanten in staat om te kiezen voor energie die afkomstig is van schone bronnen in plaats van schadelijke bronnen. Onze klanten kiezen voor schone energie en een abonnement dat bij hen past, zodat ze een stabiele maandelijkse factuur krijgen, met de voldoening dat ze de wereld helpen groener te worden. Als je meer wilt weten over hoe we je kunnen helpen, klik dan hier.
Hoe werken windturbines?
Windturbines zijn relatief gemakkelijk te begrijpen, en zijn vaak gemakkelijker te begrijpen als je ze ziet als een historische windmolen die windenergie zou gebruiken om graan te malen.
Als de wind langs het blad van een windturbine waait, wordt de kracht erdoor opgevangen (dit is genaamd het vangen van zijn kinetische energie), en dus begint de turbine te draaien. De energie wordt nu beschouwd als mechanische energie. Net als bij de molen draait deze een interne as. In tegenstelling tot een traditionele windmolen zijn windturbineassen verbonden met een tandwielkast die helpt om de snelheid enorm te verhogen – meestal 100 keer meer.
Dit draaien is verbonden met een generator, die de elektriciteit produceert.
Dat is alles wat je echt moet weten, maar als je geïnteresseerd bent in de technische termen, worden deze zelfde elementen een mast, een gondel en een rotor genoemd. De mast ondersteunt de rotor en de gondel, en de gondel bevat de mechanische onderdelen. De masten of torens zijn hol en voornamelijk gemaakt van staal. De bladen zijn gemaakt van glasvezelversterkt met polyester, glasvezelversterkt epoxy of koolstofvezelversterkt epoxy, waardoor ze ongelooflijk sterk maar ook licht genoeg zijn om relatief zachte windkrachten te laten draaien.
Een windturbines bladen lijken veel op vliegtuigvleugels; de wind zorgt ervoor dat de driebladige turbine gaat draaien omdat de opwaartse kracht groter is dan de weerstand. Er zijn er drie omdat dit het beste compromis oplevert tussen rotatiesnelheid en mechanische betrouwbaarheid.
De rotor is verbonden met een generator via een reeks tandwielen, zodat de rotatiesnelheid in de orde van 100 keer wordt verhoogd. Hierdoor kan de generator elektriciteit produceren en niet te groot en duur zijn. Computers regelen de spoed van de wieken en de richting waarin ze wijzen om maximaal vermogen te produceren.
De meeste windturbines op land hebben tegenwoordig een vermogen van 2,5-3 MW (megawatt), met wieken van ongeveer 50 meter lang, ongeveer de helft de lengte van een voetbalveld. Nog maar 30 jaar geleden waren de wieken slechts 15 meter lang!
Produceren windturbines wisselstroom of gelijkstroom?
Elektriciteitsgeneratoren produceren wisselstroom (wisselstroom) elektriciteit.Sommige turbines bevatten een omvormer die de wisselstroom naar gelijkstroom (gelijkstroom) en weer terug verandert om de geproduceerde elektriciteit af te stemmen op de frequentie en fase van het net waarop het is aangesloten. Het verschil tussen deze stromen is dat elektronen bij wisselstromen steeds van richting veranderen, terwijl ze bij gelijkstroom slechts in één richting stromen.
Wat zijn de verschillende soorten windturbines?
Verreweg het meest voorkomende type windturbinegenerator is de horizontale as windturbine (HAWT). Dit is een algemeen verschijnsel geworden, hetzij als individuen en kleine groepen, hetzij in grote aantallen in windmolenparken. Ze lijken op een vliegtuigpropeller op een toren.
Aan de andere kant zien turbines met verticale as eruit als eierkloppers. Turbines met verticale as hebben typisch twee bladen die aan de boven- en onderkant van een rechtopstaande rotor zijn bevestigd. Deze kunnen behoorlijk groot zijn, maar zijn uit de mode geraakt omdat ze niet zo efficiënt zijn als turbines met horizontale as.
Er zijn verschillende andere die als inferieur zijn afgedankt of zich nog in de prototypefase bevinden, waaronder de Airborne Wind Turbine die wordt ontwikkeld door Altaeros Energies. Deze windturbine is een beetje als een kruising tussen een ballon en een windturbine, en zou in theorie een veel visueel aantrekkelijkere optie zijn, omdat ze het landschap niet zouden verstoren. Alleen de tijd zal uitwijzen of een van deze haalbare alternatieven zijn voor de HAWTs die nu over de hele wereld worden gebruikt.
Hoe produceren windturbines energie?
Een windturbine is ontworpen om de kinetische energie van de wind in elektriciteit. De rotor met bladen is via een reeks tandwielen met een generator verbonden, zodat de rotatiesnelheid in de orde van 100 keer wordt verhoogd. Hierdoor kan de generator elektriciteit produceren zonder dat deze te groot of duur is. De elektriciteit die door de windturbine wordt geproduceerd, wordt meestal overgebracht naar het elektriciteitsnet.
Wat is het meest efficiënte type windturbine?
Vanaf 2020 is de efficiëntieleider voor windturbines de groot ontwerp met drie lamellen en horizontale as, daarom zijn er meer dan 300.000 ingezet. De aerodynamische bladen wekken meer elektriciteit op dan enig ander ontwerp, zowel omdat de geproduceerde lift de bladen sneller doet bewegen, als elk blad door “schone” lucht beweegt.
Omdat computers de oriëntatie van de bladen regelen, werken altijd optimaal. Ontwerpen met verticale assen en andere ontwerpen met horizontale as kunnen niet concurreren.
Het andere voordeel van de HAWT met drie bladen is dat ze zeer goed kunnen opschalen, veel beter zelfs dan de alternatieven. Grote turbines wekken even grote hoeveelheden elektriciteit op, wat essentieel is voor elektriciteitsopwekking op utiliteitsschaal.
Hoeveel energie produceert een windturbine?
Een moderne windturbine begint elektriciteit te produceren wanneer de windsnelheid 6-9 mijl per uur (mph) bereikt en moet worden uitgeschakeld als het hoger is dan 55 mph (88,5 kilometer per uur) wanneer het mechanisme ervan gevaar loopt schade op te lopen. Dus, terwijl ze kunnen genereren elektriciteit voor een groot deel van de tijd, er zijn andere momenten dat ze moeten b e stilgelegd.
Er is ook een vermindering die wordt veroorzaakt door de onvermijdelijke inefficiëntie van het mechanisme, de meeste windturbines werken met een rendement van ongeveer 30% – 40%, hoewel dit kan oplopen tot 50% onder ideale windomstandigheden.
Er wordt gerekend dat een gemiddelde windturbine op land met een vermogen van 2,5 – 3 megawatt meer dan 6 miljoen kWh per jaar kan produceren. Een offshore turbine van 3,6 MW kan dat verdubbelen.
Hoeveel vermogen produceert een windturbine per omwenteling?
Windturbines worden steeds groter en produceren steeds meer elektriciteit. In 2018 installeerde de Zweedse energiegigant Vattenfall de eerste van 11 van zijn 8,8 MW-turbines, gemaakt door Vestas, voor de kust van Schotland. Deze kolossale turbines hebben een totale hoogte van 191 m (627 ft) en elk blad is 80 m (262 ft) lang. Volgens Adam Ezzamel, projectmanager van het European Offshore Wind Deployment Centre, “kan slechts één rotatie van de wieken het gemiddelde huis in het VK een dag lang van stroom voorzien”.
Kan 1 windturbine een huis van stroom voorzien?
Er zijn alternatieven voor de windturbinegiganten die worden gebruikt om elektriciteit op te wekken op utiliteitsschaal. Kleine windturbines met een nominaal vermogen van 100 kilowatt of minder kunnen worden gebruikt om rechtstreeks een huis of een klein bedrijf van stroom te voorzien. Ze kunnen in dezelfde ruimte stroom opwekken. manier als zonnepanelen, in die zin dat de stroom kan worden opgeslagen voor gebruik in batterijen en een huis of bedrijf van stroom moet kunnen voorzien op een winderige dag. Het probleem doet zich voor als de wind dagen achtereen daalt of te hoog oploopt om de windturbine te laten werken zonder schade op te lopen.
Het andere, grotere probleem is dat het installeren van een windturbine of zonnepanelen enorme kosten met zich meebrengt. Een eenvoudigere oplossing is simpelweg om te schakelen van uw op fossiele brandstoffen aangedreven energieplan thuis of op kantoor tot een onbeperkt abonnement op schone energie onmiddellijke besparingen, en er zijn geen opstartkosten.
Hoewel het plaatsen van zonnepanelen of een windturbine op zeer lange termijn kan lonen, is het niet een financiële investering die veel mensen kunnen doen.
Als je besluit er een te installeren, turbines kunnen op het dak worden gemonteerd of stand-alone, afhankelijk van de situatie. In zeer zeldzame gevallen kan overtollige elektriciteit die wordt opgewekt aan het net worden teruggevoerd en daadwerkelijk geld opleveren voor de eigenaar (net als zonnepanelen).
Dit is een groeiende marktsegment (je kunt ze zelfs kopen op Amazon) en kan in de loop van de tijd net zo belangrijk zijn als windparken, omdat we kijken naar goedkopere duurzame energiebronnen.
Het mooie van wind is dat het gratis is, en er is veel! Men hoopt dat uiteindelijk tot 50% van de energiebehoefte kan worden geleverd door de kracht van de wind. Bijna de helft van de elektriciteit in Denemarken is al afkomstig van wind. Eind 2018 bereikte de wereldwijde capaciteit van door wind opgewekte elektriciteit bijna 600 gigawatt, en de VS droeg 96.665 MW bij. De Amerikaanse Energy Information Administration schat dat er in 2020 nog eens 14.300 MW aan windenergie online zal komen.
Windenergie is niet het hele antwoord op de energiebehoeften van de wereld, maar speelt al een cruciale rol bij het helpen ons om ons aan te passen aan een schonere, duurzamere toekomst.