ECN: regelbare rotorbladen leveren tot 13 procent meer energie bij windmolens

Energieonderzoek Centrum Nederland heeft een computergestuurd regelsysteem voor windturbines ontwikkeld waarbij de drie rotorbladen individueel afgesteld kunnen worden. Door verminderde belasting van de wind op de bladen kan tot 13 procent meer energie worden opgewekt.

Het computergestuurde regelsysteem is door ECN ontwikkeld in samenwerking met windturbinefabrikant XEMC-Darwind. Het systeem meet de windbelasting op de bladen continu. Op basis daarvan wordt de stand van elk van de drie bladen ingesteld. Dankzij het zogenaamde individual pitch control-systeem wordt de windbelasting op de bladen verlaagd.

Volgens ECN kunnen dankzij het systeem grotere windmolens op zee gebouwd worden met 6,3 procent grotere rotorbladen. Hierdoor kan de hoeveelheid opgewekte energie per molen met 13 procent stijgen, een winst die hoger is dan de cijfers die eerder uit simulaties rolden. Bovendien zorgt de lagere windbelasting ervoor dat de molens lichter en dus goedkoper uitgevoerd kunnen worden.

ECN heeft zijn regelsysteem getest in een eigen testomgeving in de Wieringermeer. De gebruikte molen, een XEMC-Darwind XD 115, heeft een rotordiameter van 115 meter. De onderzoeksinstelling stelt dat het systeem niet alleen voor windturbines op zee kan worden toegepast, maar ook op molens die op land zijn geplaatst.

Reacties (119)

[Garyu]

Mij ontgaat een beetje de nieuwswaarde van dit bericht.

Elke grote off-shore wind-turbine heeft dit probleem en dit wordt dan ook door een aantal embedded control units geregeld (furling). Een beetje flinke windturbine heeft er een stuk of 50 aan boord om precies dit soort dingen te regelen. Als je turbine ongeveer het oppervlak van een voetbalveld bestrijkt, dan heb je beneden aan de grond een heel andere winddruk dan boven. Alleen al om wear-and-tear tegen te gaan moet je elk rotorblad tijdens de draaiing bewegen om ervoor te zorgen dat de belasting uitgewogen blijft.

De redelijk toegankelijke beschrijving op Wikipedia: http://en.wikipedia.org/w...bine_design#Pitch_control

Om een voorbeeld te geven: Vestas (de grootste windturbine leverancier) zet dit in hun 3MW turbines al in, http://www.wind-energy-ma...ils/bp/vestas-v112-30-mw/. Let wel, dit is een redelijk flink apparaat met 112m diameter (formaatje voetbalveld, een blade is zo lang als de complete vleugelspanne van een Boeing 787), en zij werken aan een grotere versie die 8 MW levert met een diameter van 164m, waarbij een blade dus zo lang is de complete vleugelspanne van een Airbus-A380).

Ook de Haliade 150 (6 MW turbine, 150m diameter) van Alstom Wind heeft individual pitch control, zie hier: http://www.windpowermonth...ose---lms-735-metre-blade.

En zo zijn er nog andere spelers. Ik vraag me af wat het nieuwe is wat ECN hier voorstelt. Om eerlijk te zijn vermoed ik dat het vooral marketing is voor eigen algoritmes voor één bepaalde klant.

[Reactie gewijzigd door Garyu op 23 juli 2024 07:41]

[Silmarunya]

De Haliade heeft geen pitch control per wiek, wel pitch control per turbine (zoals ook aangegeven in het artikel). Dat betekent dat elke turbine zelf bijstelt zonder afhankelijk te zijn van zijn buren, in tegenstelling tot oude installaties waar de turbines centraal voor het hele windpark worden aangepast.

Dit ECN-systeem is nog een stapje verder: regeling per wiek in plaats van per turbine.

[Garyu]

Voor zover ik weet, en voor zover Alstom zelf niet liegt over zijn Haliade, heeft die toch echt individual pitch control, zie Alstom's eigen product flyer, "independent pitch control by blade" onderaan pagina 4.

[himlims_]

zijn dit soort molens nog wel nodig wanneer we masaal de 'persoonlijke/consumenten windmolen' omarmen? http://www.hetkanwel.net/...we-draai-aan-windenergie/

[sterreke]

Hoeveel wind denk je dat er is ter hoogte van een gemiddeld dak? Persoonlijke windmolens zijn geen goed idee. Grote installaties kunnen op de ideale locaties geplaatst worden, vangen de wind op grote hoogte, waar er veel sterkere en ook vaker wind is. Ook heb je maar 1 (welliswaar) grote generator, omvormer, .. nodig in plaats van 1000 kleine. Ook het onderhoud van 1 zo'n grote windmolen die er 1000 kleine vervangt is veel eenvoudiger en goedkoper.

Maar toch vooral het feit dat de wind ter hoogte van een dak niet zo sterk is is een dooddoener voor zulke persoonlijke windmolens. Een probleem dat je niet hebt bij zonnepanelen.

[SuperDre]

maarja, iedereen denkt toch aan zichzelf, dus als ik met zo'n windturbine (of 2) op mijn platdak (3 hoog) in mijn hele stroomvoorziening kan voorzien dan zal mij het een rotzorg zijn of de buren het wel/niet mooi vinden (in iedergeval zo denken een heleboel mensen die nu ook maar gewoon zonnepanelen plaatsen waar het er gewoon niet uit ziet)...

[Reactie gewijzigd door SuperDre op 23 juli 2024 07:41]

[Silmarunya]

Tot je buren windafwaarts hetzelfde idee krijgen en jouw turbines letterlijk uit de wind zetten.

[Verwijderd]

Hoeveel wind denk je dat er is ter hoogte van een gemiddeld dak? Persoonlijke windmolens zijn geen goed idee. Grote installaties kunnen op de ideale locaties geplaatst worden, vangen de wind op grote hoogte, waar er veel sterkere en ook vaker wind is.

Maar daar zitten de afnemers dus nooit. Je moet de stroom dus vervoeren en dat is kostbaar in aanleg en je verliest energie. Er zijn wel zeker scenario denkbaar waar lokale windmolens beter zijn.

[Silmarunya]

Persoonlijke windmolens zijn vreselijk inefficiënte dingen.

Ten eerste is de masthoogte eigenlijk te laag: op de hoogte dat zo'n turbine staat, is de windsnelheid laag en erg variabel door de aanwezigheid van bomen, gebouwen en andere obstakels.

Ten tweede stijgt het rendement van een windturbine exponentieel met haar grootte, waardoor deze toestellen zeker bij lage windsnelheden de moeite niet lonen.

Ten derde storen windmolens op korte afstand elkaar, zeker als ze niet optimaal geplaatst zijn. Als meerdere mensen in dezelfde straat een turbine hebben, daalt het rendement nog meer.

En tot slot moet men verticale turbines gebruiken om lawaai en slagschaduw te vermijden, maar die zijn minder efficiënt dan de meer traditionele horizontale en zijn bovendien slecht in staat krachtige of variabele winden te benutten.

Voor wind (en eigenlijk alle energiebronnen behalve zonnepanelen) geldt een ijzeren wet: groter is efficiënter, goedkoper en betrouwbaarder. Samenleggen met de hele wijk voor een joekel van een turbine, dat loont. Ieder zijn eigen turbine? Dat is verspilling van geld.

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 23 juli 2024 07:41]

[Robbedem]

Zonnepanelen kunnen op persoonlijk/consumenten schaal gebruikt worden omdat de opbrengst en de kostprijs min of meer lineair afhankelijk zijn van de grootte (in dit geval dus het aantal m²).
Er is dus weinig nadeel om veel kleine installaties te gebruiken.

Bij windmolens is het verhaal anders omdat de opbrengst/kostprijs toeneemt naarmate de grootte toeneemt (ik ken geen exacte verhouding, maar het zal wel ongeveer kwadratisch of zelfs exponentieel zijn). Hierdoor is het dus veel interessanter (goedkoper) om enkele grote windmolens te gebruiken tov veel kleine windmolens.

[bredend]

De Liam moet nog goed getest worden maar de meeste andere onderzoeken naar kleine windmolens hebben altijd dezelfde resultaten: groter is goedkoper.

[Grrrrrene]

Het rendement van zo'n grote is inderdaad veel hoger en de betrouwbaarheid ook. Onderhoud aan duizend kleine 6kW turbines is onherroepelijk _veel_ duurder dan onderhoud aan een grote 6MW turbine. Bovendien is het idee dat die 6kW turbines in woonwijken komen te staan. Ik wil niet zo'n lawaaiapparaat op mijn dak, doe me dan maar zonnepanelen die mijn elektrische auto opladen, zodat die 's nachts in dat kleine beetje vereiste stroom voor de koelkast, diepvries, stanbystroom, etc kan voorzien. Er zijn al zeker 15 jaar pogingen om kleine windturbines commercieel te maken, bijvoorbeeld die verticale as turbines die je wel eens op openbare gebouwen ziet staan. Die dingen kosten stroom om op te spinnen (ja serieus) en leveren nauwelijks energie op.

Het waait aan de kust gewoon veel harder dan in een woonwijk. Al die bebouwing zorgt voor lagere windsnelheden.

[Reactie gewijzigd door Grrrrrene op 23 juli 2024 07:41]

[Zoidberg_AvG]

Ik weet niet of ik er vrolijk van wordt als heel de wijk hiermee volgebouwt wordt.
Het uitzicht wordt er niet beter van, en een windmolen kan ook redelijk wat geluidsoverlast veroorzaken.

Ook lijkt het product waar je naar linkt niet echt concurerent t.o.v. zonnepanelen.
Ik heb zonnepanelen voor een vergelijkbaar bedrag (+/- 4000 euro) en die levert ruim 2x zoveel kwh per jaar. (> 3000 kwh/jaar)

[Reactie gewijzigd door Zoidberg_AvG op 23 juli 2024 07:41]

[Chris.nl]

Er komt vast een dag dat ze zonnepanelen aan de bladen van de windmolens bevestigen.

[Silmarunya]

Liever niet. De panelen zouden elke paar seconden even beschaduwd worden, wat hun rendement tot letterlijk 0% doet dalen.

[MSalters]

Waarom? Stel dat de wind uit de richting van de zon blaast, dan wijst de naaf van de molen naar de zon en zit er geen blad in de schaduw. Maar als de wind 180 garden de andere kant op waait, maar de zon toe, dan wordt de achterkant van de molen beschenen. Kortom, het eerste probleem is dus dat je niet weet aan welke kant van het blad de panelen moeten.

Het tweede probleem is dat de panelen nogal zwaar zijn. Misschien niet in abolsute zin, maar met de centrifugaalkrachten van die bladen worden de panelen fors hard rondgeslingerd. Dat veroorzaakt nogal een belasting op het blad.

Dat is nog even los van het feit dat er twee betere locaties voor zonnepanelen zijn: bij de afnemer op het dak, en waar de zon fel schijnt (Spanje/Afrika).

[Snowwie]

3000khw/jaar voor 4000 euro aan zonnepanelen? Dat is een koopje.

[Zoidberg_AvG]

via LTO, maar is inderdaad een mooie prijs, en dat was inclusief montage en een goede converter (power-one, submerk van ABB)

[SteroiD]

De kostprijs van zonnepanelen ligt momenteel rond de €2000 per kWp. Gemiddeld gezien produceert een installatie van 2 kWp, 1700 kWh per jaar (hangt uiteraard af van het weer). Dat ligt best in lijn met de verwachte 1500 kWh per jaar van de windturbine.

Voor windmolens geldt echter dat de efficiëntie van een windmolen exponentieel toeneemt met de grootte. Er is uiteraard het grotere rotor-oppervlak, dat zorgt voor meer vermogen. Het valt nog maar af te wachten of dat nieuwe rotordesign deze stelling teniet doet. Maar een grotere windmolen vangt ook gewoon meer wind. Hij zal veel minder gehinderd worden door obstakels.

Tel daar nog het buurtprotest van de lokale nimby's bij, en je bent al niet meer zo enthousiast om zo een ding in je tuin of op je dak neer te poten. Zet ze dan maar gewoon in industriezones, of op zee. Daar speelt het uitzicht veel minder een rol, en op 400m afstand maken ze ook amper nog lawaai (40dB(A), gelijk aan een doorsnee koelkast).

[Zoidberg_AvG]

De kostprijs van zonnepanelen ligt momenteel rond de €2000 per kWp.

Dat lijkt me sterk, want dat heb ik heb maar net meer dan 1000 per kilowatt betaald.
(4000 euro voor 3,5 kWp instalatie = 1143 euro per kWp )

[Soldaatje]

Zonnepanelen op een klassiek schuin dak ziet er anders ook niet uit, doe mij maar dan een mooie windmolen.

[ATS]

Nu het nog allemaal losse, net-niet-op-het-dak-passende panelen zijn wel ja. Maar wat nu als je een dak er helemaal van kan maken zodanig dat het gewoon helemaal past op een dak en je gewoon je pannen ermee vervangt?

[The Zep Man]

Ik weet niet of ik er vrolijk van wordt als heel de wijk hiermee volgebouwt wordt.
Het uitzicht wordt er niet beter van, en een windmolen kan ook redelijk wat geluidsoverlast veroorzaken.

In den beginne vond iedereen het zicht van ouderwetse molens ook maar niets. Wat vandaag wordt gezien als landschapsvervuiling is morgen een dynamisch onderdeel van het landschap wat niet meer is weg te denken.

Ook lijkt het product waar je naar linkt niet echt concurerent t.o.v. zonnepanelen.
Ik heb zonnepanelen voor een vergelijkbaar bedrag (+/- 4000 euro) en die levert ruim 2x zoveel kwh per jaar. (> 3000 kwh/jaar)

Niet op elk dak kan een zonnepaneel. Windmolens zijn iets flexibeler in locatie. Wel ben ik het ermee eens dat een persoonlijke windmolen goedkoper moet worden om echt rendabel te zijn.

[Croga]

Ook lijkt het product waar je naar linkt niet echt concurerent t.o.v. zonnepanelen.
Ik heb zonnepanelen voor een vergelijkbaar bedrag (+/- 4000 euro) en die levert ruim 2x zoveel kwh per jaar. (> 3000 kwh/jaar)

Het verschil is vooral het oppervlak wat je nodig hebt. Deze windmolen heeft nauwelijks oppervlak nodig.

Daarnaast en vooral: Waarom niet allebei? Ik zou heel graag tot zo'n 8000 kWh per jaar genereren. Dat haal ik nooit met alleen zonnepanelen op m'n dak. 2 van deze windmolens erbij zou een sprong in de goede richting zijn.

[Verwijderd]

De Liam f1 is juist een stille windmolen vergeleken met traditionele modellen.

Verder is de opbrengst nogal variabel tussen de 300 en 2500 kWh.
Je moet dus gewoon op een open winderige vlakte zitten voor een goede opbrengst en liefst zo hoog mogelijk. Denk aan waddeneilanden of op de hooggelegen daken van appartementen aan de kust. Zonnepanele zijn in de meeste gevallen de gunstiger optie maar als je geen goede plek hebt om die te leggen dan is zo'n molentje wel een alternatief.

Eingelijk moet de prijs van het molentje gewoon wat omlaag.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 07:41]

[SuperDre]

maarja, een hele wijk vol met zonnepanelen (zoals ze nu zijn) is IMHO ook geen gezicht.. Leuk voor de eigenaar hoor, maar bij veel schuine daken ziet het er gewoon niet uit.. overigens zal hetzelfde gelden voor dit soort molens hoor, dan liever zonnepanelen op daken zien..

[Reactie gewijzigd door SuperDre op 23 juli 2024 07:41]

[anandus]

Consumentenwindmolens leveren nog niet genoeg energie, daarnaast zijn er een hoop mensen die niet een eigen windmolen kunnen of willen hebben.
Daarnaast kan zoiets als individual pitch control misschien ook werken bij kleinere windmolens(?)

[Silmarunya]

Het werkt niet bij kleinere windmolens, of beter gezegd: het doet niets. Individual pitch control vermindert de stress die de wind op turbinebladen zet, een groot probleem wanneer je wieken een meter of 50 zijn en in hevige wind staan. Een kleine turbine staat te laag om echt sterke winden te ervaren en ondervindt bovendien veel minder stress door zijn relatief grote massa relatief tot zijn oppervlak. Het is een beetje zoals met gebouwen: het verschil in stress op een wolkenkrabber en een huisje is ook veel groter dan je puur op basis van grootte en massa zou verwachten.

Je implementeert dus een oplossing voor een probleem dat zich niet stelt, nuttig is anders

[ATS]

Sorry, maar die kleine molens op daken in de bebouwde omgeving gaat het echt nooit worden. Theoretisch niet, en ook praktijktesten zijn tot nu toe bedroevend. Er zit gewoon niet genoeg energie in de lucht die je door zo'n kleine molen heen gaat krijgen om het rendabel te krijgen, en al helemaal niet als je niet direct aan de kust woont.

Echt, ik zou het prachtig vinden als het wel zou werken, maar ik ben tot nu erg sceptisch. De opgegeven gemiddelde windsnelheid is onrealistisch voor gebruik in de stad op het dak, en het geclaimde rendement komt heel erg dicht bij theoretische maximum en zou beter zijn dat wat ze met de modernste grote molens halen...

[mcDavid]

Datsoort molens zijn vooral propaganda/image building. Energetisch en economisch verdienen ze zichzelf nooit terug. De hoeveelheid energie die je uit zo'n kleine hoeveelheid lucht kan halen is gewoonweg te klein om ooit een efficiënt product neer te kunnen zetten.
Ik heb wel eens een gastcollege bijgewoond van een producent van ditsoort molentjes. Die vertelde dat het psychologische effect van het display dat laat zien hoeveel energie er bespaard is, vaak een grotere besparing oplevert dan de windmolen zelf.

[Goderic]

Het vermogen en rendement van die dingen is om van te huilen.

[oks]

Wat ik in de conversatie over windmolens een beetje mis is de discussie over de eisen die we er aan stellen.
Geluid: jongens het is techniek! Stel gewoon de eis dat een molen minder geluid moet maken. Zoveel procent per jaar, lekker een stok achter de deur voor de fabrikanten om te innoveren. Moet beleidsmatig toch niet zo moeilijk zijn om in je requirements op te nemen?
Zicht: het moet toch mogelijk zijn om een soort groene wand windmolen te maken? (om eens wat te noemen) Misschien kost het wat meer, maar gezien de levensduur van zo een molen en de wensen van de omwondenen lijkt me dat toch niet zo moeilijk. Gewoon een goede ontwerper inschakelen die ook oog voor schoonheid heeft.
Nimby gedrag van de mensen: het is totaal niet productief. We hebben er niet zoveel aan dat je succesvol er voor gezorgd hebt dat er geen windmolen in de buurt hebt staan, geen ruk aan energiebezuiniging doet, vrolijk je CO2 autootje blijft rijden en zo
Succesvol de aarde naar de filistijnen helpt: http://www.trouw.nl/tr/nl...-snelste-in-30-jaar.dhtml
En he wat gek de alternatieven zijn er allang, maar wat de boer niet kent dat vreet ie niet...
Af en toe krijg ik het gevoel dat volwassen mensen zich wel erg als kinderen gedragen: die hebben ook een nee-fase in hun leven ;-)

[boels069]

Mag er niet geëist worden dat het achterliggende doel (vermindering CO2-uitstoot) ruim gehaald wordt?
Het wisselende aanbod is nog steeds de flessenhals, zelfs als je met een slim smart-grid makkelijk kunt uitwisselen tussen regio's.
Het veel gehoorde argument "ergens waait het altijd wel" betekent wel dat je de geïnstalleerde capaciteit in "ergens" op z'n minst verdubbeld moet worden.
Zet de "winst" in vermindering van CO2-uitstoot van alternatieve energie af tegen kernenergie en je blijft nergens.

[styno]

Dat mag geeist worden en dat wordt ook behaald blijkens diverse studies. Het wisselende aanbod heeft maar weinig te maken met de CO2 reductie. Bijvoorbeeld de Britse National Grid geeft aan dat elke MWh windenergie meer dan 99% CO2 uitstoot van fossiele centrales voorkomt:
Gizmag:

Though the reductions in carbon emissions due to wind energy generation (and increases due to the wind not blowing as forecast) are only estimated in the National Grid report, the figures are striking, if not unexpected given what we've already learned. Over the 18-month period, the 23,707 GWh of wind energy generated resulted in an estimated reduction in CO2 emissions of 10.9 million tonnes. Meanwhile the "intermittency impact" of the wind not blowing as expected was an additional 8,800 tonnes of CO2. "The report concludes that this effect causes only a small effect on the carbon intensity of thermal plant generation which is less than 1 percent of the benefit of carbon reductions from wind farms," it says, somewhat conservatively. The National Grid's own figures suggest that the effect on carbon emissions of wind intermittency is actually less than a tenth of a percent of the overall benefit of wind power.

[Bron]

Duitsland en Denemarken laten ook vrijwel dagelijks zien dat grote hoeveelheden variabel wind geen probleem zijn.

[Silmarunya]

Duitsland toont dagelijks aan dat variabele stroom geen probleem is als je twee flexibele buurlanden (Nederland en Polen) en twee gigantische batterijen (Noorwegen en Oostenrijk) hebt.

Volgens de meeste modellen kan het Europese grid hoogstens 30% windenergie aan zonder gebruik van buffers zoals batterijen. Dat laat zeker in Noordwest-Europa niet zo gek veel ruimte voor groei meer toe.

[styno]

Duitsland toont dagelijks aan dat variabele stroom geen probleem is als je twee flexibele buurlanden (Nederland en Polen) en twee gigantische batterijen (Noorwegen en Oostenrijk) hebt.

Ehm, ik ben bang dat je het eigenlijk meer over Franse kerncentrales hebt dan Duitsland.

Duitsland exporteerd netto enorm veel stroom maar importeerd netto heel weinig. Deze beide stromen zijn handelsstromen, puur op prijs gebaseerd en niet op overschot of tekorten. (bron: Tennet)

Duitsland koopt als kernstroom goedkoop is in de nacht en hydro en wind als er veel aanbod is. De waarde van de exports per MWh is dan ook hoger dan de waarde van de imports per MWh, dat spreekt jouw 'batterij' tegen. Bron: RenewablesInternational)

De internationale stromen naar Denemarken (Noorwegen) en Oostenrijk zijn maar klein, de exports naar NL zijn fors en imports uit NL zijn niet bestaand. Ook dat spreekt je batterij tegen. (Bron: Fraunhofer ISE), slide 60/61.

TenneT zegt ook dat de DE-NL interconnect over het jaar gezien vrijwel op 100% benuttingsgraad zit, ook daar dus geen signaal dat Duits RE aanbod gebalanceerd wordt door de omringende landen. Nee, die stelling zul je moeten herzien ben ik bang.

Volgens de meeste modellen kan het Europese grid hoogstens 30% windenergie aan zonder gebruik van buffers zoals batterijen. Dat laat zeker in Noordwest-Europa niet zo gek veel ruimte voor groei meer toe.

Dat betwijfel ik ook. Ummels 2009 becijferde voor Nederland dat 8 GW wind zonder noemenswaardig gridaanpassingen mogelijk was maar we zitten op ~2-3 dus daar kan nog veel bij. Duitsland haalt nu 10% uit wind dus daar is ook nog veel ruimte.

[Reactie gewijzigd door styno op 23 juli 2024 07:41]

[Silmarunya]

Dat de Duitse export vooral bestaat uit handelsstromen doet weinig ter zake. Feit blijft dat het Nederlandse en in mindere mate Poolse net in staat is de Duitse stroom op te vangen - en dat inderdaad gretig doet, wegens goedkoop.

Was Duitsland een eiland geweest, was het plaatje heel wat minder rooskleurig. Het alternatief voor export is curtailment. Dat kan, maar dan zou de Energiewende helemaal onbetaalbaar zijn. De erg winstgevende exportmarkt is cruciaal voor het succes van de Duitse hernieuwbare sector en dreigt te verdwijnen als haar buurlanden een gelijkaardig aandeel hernieuwbare bronnen zouden inzetten - en daar zouden we nochtans op moeten hopen.

Overigens is de export/import naar Oostenrijk verre van verwaarloosbaar (http://www.ise.fraunhofer...nd-in-germany-in-2013.pdf) en ook naar Zwitserland is ze vrij groot.

Frankrijk is overigens 's werelds grootste stroomexporteur en maakt daar forse winst op. Ja, de export is vooral tijdens de daluren en dus weinig waard - maar een kerncentrale is bij ongeveer elke positieve spotprijs winstgevend, dus daar liggen ze in Parijs niet wakker van. Moest het nodig zijn kan Frankrijk trouwens bijzonder flexibel zijn: de meeste van haar kerncentrales zijn voorzien op snelle en drastische load following.

Op je laatste punt: http://www.energypost.eu/future-energy-storage-europe/

Nu is Hierzemensel betrokken partij, maar de cijfers die hij aanhaalt heb ik in het verleden vaker zien langskomen en lijken qua grootteorde erg realistisch.

[styno]

Nee, het alternatief voor exports is niet curtailment (van wind of pv). Jij lijkt te denken dat de Duitse exports puur uit RE bestaan maar dat is niet zo. Als Duitslland een eiland was zouden simpelweg kolencentrales minder hard draaien op momenten van voldoende RE aanbod (RE heeft grid priotity). Nu doen ze dat niet omdat kolenstroom nog steeds goedkoper is dan o.a. NL stroom. De exports zijn ook niet cruciaal voor het succes van de RE sector, hoe je erbij komt is mij een raadsel. Binnenlands verbruik is 600 TWh, exports slechts 30 TWh.

DE-AT is gemiddeld minder dan 1GW, met pieken naar 3GW, op import blijft ver onder de 2 GW en gemiddeld zelfs ruim minder dan 1 GW. Vergeleken met normaal verbruik van 60 GW en zelfs de RE capaciteit is dit peanuts, en geen enkel bewijs voor jouw stelling dat AT batterijtje speelt voor DE om RE op te vangen. Ik zie vooral seizoensinvloeden: hydro import in voorjaar/zomer, winter export.

Duitsland heeft dan ook geen buitenlandse batterij nodig: het heeft zelf meer dan genoeg flexibele capaciteit staan om variaties in vraag en opwek op te vangen.

Verder dwaal je van je originele discussie af. Het ging net om of Frankrijk winst maakt op zijn exports of niet. En het ging niet om load following van reactoren.

Wat betreft batterijen, je hebt iemand gevonden die je punt min of meer ondersteund. Maar zelfs die zegt dat grootschalig batterij toepassing nog ver weg ligt terwijl DE al op de 30% zit.

[boels069]

Die Konverterstation eines Offshore-Windparks schmorte durch. Sind alle im Bau befindlichen Anlagen davon betroffen?
https://www.wind-watch.or...e-blast-on-the-high-seas/
National Grid is UK-overheid, die gaat zeker niet de eigen inspanningen bagatelliseren.
Helaas, geen antwoord als het over kernenergie gaat.

[styno]

Typisch, als de informatie niet bevalt en er geen inhoudelijk antwoord verzonnen kan worden dan is er altijd nog de ontsnapping door te hinten op een samenzwering. Kom op, verzin eens wat beters dan afgezaagde online discussietraineertechnieken, we zitten hier niet op de klimaathek of anti-groene rekenkamer site.... Opvallend ook dat je informatie van de National Grid niet wilt aannemen maar tegelijkertijd een sterk gekleurde lobby site tegen windenergie linkt.

[oks]

Opslag, weer: Jongens het is techniek.
Zoutbatterijen om energie in op te slaan bijv. Elektrische auto's met hun accu's.
De paal van de windmolens als accu's.
Allemaal oplossingen waar je met wat R&D wat aan kunt doen. Er zijn genoeg technische mensen die hier oplossingen voor kunnen vinden. Of het plaatje 'connecting de dots' kunnen doen omdat de techniek er al lang is.
En het is ook een sprookje dat iets 'magically' meteen gaat werken.
Wat we echter wel kunnen zeggen is dat innovatie uiteindelijk voldoet als er energie in wordt gestoken: volgende filmpje maakt dat duidelijk: https://www.techdirt.com/articles/20091116/2307256958.shtml
En laten we wel wezen, we konden met veel minder techniek in 1969 de eerste man op de maan zetten http://youtu.be/RMINSD7MmT4
En kernenergie tja, dat is nou typisch weer zo een korte termijn oplossing die geen langdurige oplossing heeft vanwege het afval, en waar sinds de jaren veertig van de vorige eeuw innovatie niet bepaald succesvol is geweest ondanks de miljarden die er in gestoken zijn.
Daarentegen wordt er de laatste jaren met wat geld wel veel vooruitgang geboekt bijvoorbeeld in zonnepanelen: http://semprius.com/press...cy-level-of-43-9-percent/

[styno]

Een search op Google Scholar levert al diverse hits op voor 'individual variable pitch control windturbines', zelfs al uit 2008. Vestas heeft ook al een testturbine hiermee gehad. Een echt nieuw idee of uitvoering is het dus niet maar dat maakt het niet minder interessant.

Individuele pitch control geeft niet alleen een hogere opbrengst maar kan ook de levensduur van de turbine verbeteren door piekbelastingen te voorkomen en vermindering van geluidsoverlast elke keer als een wiek bij de mast langs draait. Het kan ook gebruikt worden om negatieve load balancing aan het net te leveren.

Zie ook: http://www.windsystemsmag...ch-control-and-its-impact

Goede ontwikkelingen!

[devil-strike]

Zelfde soort systeem wat helicopters gebruiken om hun bladen tedraaien voor meer lift.

[Zoidberg_AvG]

Het gaat hier om een systeem dat elk rotorblad indiviueel kan bijstellen.

het systeem dat de rotorbladen van een heli laat draaien om meer of minder lift te genereren werkt voor alle rotorbladen tegelijk.

[Mr Pingu]

Scheelt het dan zoveel per blad? Het lijkt mij dat de verschillen minimaal zijn, tussen de bladen van 1 windmolen.

Ik snap dat het bijstellen van de 3 bladen meer of minder belasting kan veroorzaken. Immers je vergroot of verkleint het oppervlak van de bladen en daarmee de hoeveelheid wind die je "vangt". Maar dat het verschil zo groot zou zijn door de bladen individueel in te stellen, had ik niet gedacht...

[Grrrrrene]

Deze turbine heeft een rotordiameter van 151m, wat inhoudt dat de bladen iets meer dan 70m lang zijn. De turbine zal op zo'n 100-150m hoog zitten. Dan kun je je voorstellen dat het blad dat onderaan zit en in de luwte van de toren komt een andere pitch vereist dan het blad dat met zijn tip pakweg 225m in de lucht zit. Het waait op 200m hoog nu eenmaal veel harder dan rondom de toren zo'n 50m boven de grond. Dus als je wat meer rendement uit dat onderste blad kunt halen, scheelt dat ongetwijfeld veel.

[ATS]

Interessant, maar dat betekent dat je continue en best wel snel moet kunnen pitchen: je moet namelijk binnen één omwenteling de hoek twee keer aanpassen. Die dingen draaien met tussen de 10 en de 22 toeren per minuut. Wil dit werken bij harde wind, dan moet hij dus aan de top-end van die range werken. Een slag duurt dan minder dan drie seconden, waarin je dus heen én terug moet draaien. Alleen qua massatraagheid van die wieken lijkt me dat al lastig bij een wiek van 70+ meter. Deze relatief kleine molen heeft al wieken van 6.600kg per stuk; ik schat dat wieken van 70+ meter zo rond de 10.000kg zullen wegen.

[Grrrrrene]

Het laatste blad waar ik aan werkte toen ik nog in die markt zat was 75m lang en zou zo'n 20-25 ton gaan wegen (ontwerp is niet afgekomen tijdens mijn werkzaamheden daar), maar de bladmassa is ook afhankelijk van de windcondities: dat 75m blad was voor offshore bedoeld, de turbine die jij linkt is voor onshore bedoeld.

Ik ken de details van dit ECN-ontwerp ook niet, ik wilde alleen reageren op wat in de fipo stond: dat helicopters dit systeem al lang hadden om meer of minder lift te genereren. Wat helicopters gebruiken is een systeem zonder intelligentie: een schijf die de pitch afhankelijk maakt van de positie. Als deze bladen continu geregeld worden aan de hand van hun stand en de wind (dus beter reageren op vlagerige wind) is het een veel intelligenter systeem

[ATS]

Jij weet er uiteraard heel erg veel meer van dan ik (ik heb nog nooit zo'n ding van heel dicht bij gezien, laat staan dat ik er aan gewerkt heb), maar weet jij of zo'n ring systeem zoals in heli's gebruikt wordt ook al in windmolens toegepast wordt? Daarmee zou je - zeg ik als leek - wellicht al heel aardig de verschillen tussen de windsnelheid op de grond en hoog in de lucht kunnen opvangen zonder dat je heel ingewikkelde systemen nodig hebt...

En de getallen die ik gebruikt heb hierboven: resultaat van wat google-en en dan natte vingerwerk Ik neem zo aan dat die 20 ton van jou realistischer is voor een dergelijke molen. Daar wordt het probleem van snel pitchen alleen maar groter van natuurlijk...

[Reactie gewijzigd door ATS op 23 juli 2024 07:41]

[styno]

Aan de basis van het blad (waar het in de kop (hub) steekt) zit meestal een een groot tandwiel dat aangedreven wordt en op die manier de hoek van het blad veranderd. Een detail foto vind je hier:

De motoren waarmee de hoek versteld wordt voor een 5MW machine zijn in de orde van 4 kW per blad.

[Reactie gewijzigd door styno op 23 juli 2024 07:41]

[BezurK]

Mocht je het boeiend vinden eens zo'n ding van binnen te zien... Ik heb kort geleden een productvideo geproduceerd voor Lagerwey. Een Nederlandse fabrikant van windturbines. Deze heeft uiteraard (nog) niet zo'n slim systeem.

http://youtu.be/2kqIV489ITc

[btdr]

Leuk filmpje!
Ook die windmolen heeft een servo per blad. Daarmee zou dus ook de hoek per blad versteld kunnen worden. Misschien is enkel een software update nodig om het net zo slim te doen.

[Robbedem]

Volgens mij gebruiken ze hetzelfde ontwerp als in helicopters (met natuurlijk de nodige aanpassingen ).
De moeilijkheid zit hem volgens mij vooral in het betrouwbaar meten van de druk op de bladen en het vinden van de optimale instellingen voor de bladen aan de hand van die metingen.

EDIT: blijkbaar worden toch aparte motors per blad gebruikt om een of andere reden

[Reactie gewijzigd door Robbedem op 23 juli 2024 07:41]

[styno]

Het toerental van de turbine hangt af van de lengte van het blad en de maximale tip-snelheid. Die laatste ligt namelijk iets onder de geluidssnelheid waarmee de lengte van het blad effectief maximale toerental bepaalt: Hoe langer de bladlengte hoe langzamer.

Een Vestas V112-3 heeft een rotordiameter van 112 meter (verrassing!) en die heeft een maximaal toerental van 17.7 rpm.

[Reactie gewijzigd door styno op 23 juli 2024 07:41]

[ATS]

Juist, uiteraard Je wil natuurlijk niet dat de tip van je wiek mach snelheden gaat bereiken...

Even verder met de achterkant-van-de-envelop dan: We nemen even een straal van 75m (we willen een grote molen tenslotte), dan is de omtrek aan de tip 471 meter. De geluidssnelheid bij -20 (laten we even een onderlimiet kiezen) is ongeveer 320m/s. Dat zou ruimte geven voor 0,67 omwenteling per seconde, dus nog een stuk sneller dan de waarde die ik zo even snel van het net gevist had, al gaat er vast nog wel het een en ander af omdat ik het even heel simpel gemaakt heb).

[styno]

Dat heeft o.a. van doen met de TSR (Tip Speed Ratio) wat een verhouding is voor de tip snelheid en de echte luchtsnelheid over de vleugel als gevolg van centrifugale krachten.

Een andere reden is dat hoge tip-speeds andere eisen stellen aan de structurele sterkte van het blad. De impact en eroderend vermogen van de botsing met insecten, stof en hagel neemt ook toe met hogere snelheden.

[Reactie gewijzigd door styno op 23 juli 2024 07:41]

[Hierkomik]

Waar ik me dan over verbaas is dat het bijdraaien van de wieken dus schijnbaar niet veel energie kost, want de rotatie wordt dus constant aangepast als ik het goed begrijp (met enkele volledige rotatie is een wiek zowel boven, links, onder en rechts geweest waar dus verschillen kunnen zijn in de windsterkte en dus een andere rotatie nodig zou kunnen zijn).
Ik had verwacht dat het draaien van zulke gigantische bladen ook wel redelijk wat energie kost...

[Grrrrrene]

Dat zal ook wel, maar met 5 megawatt aan piekenergieopbrengst mag dat ook wel wat energie kosten als de opbrengst ondanks die verliezen 13% stijgt Het is ook een relatief lange, slanke constructie met weinig massa ver buiten het middelpunt, wat de rotatietraagheid relatief laag maakt.

[Reactie gewijzigd door Grrrrrene op 23 juli 2024 07:41]

[styno]

Reken per blad op een motor 1 tot 4 kW voor dit soort grote turbines. In verhouding erg weinig, zeker als de pitch motoren niet continue op vol vermogen werken.

[Robbedem]

Ik vermoed niet dat het systeem een motor per blad gebruikt.
Volgens mij gebruikt het systeem een ring rond de hoofdas die mechanisch gekoppeld is aan de achterkant van de bladen. De voorkanten van de bladen zitten op de hoofdas zelf. Door deze ring te kantelen, krijgen de bladen afhankelijk van hun positie automatisch een andere kanteling. (denk aan een kermisattracties met een gekantelde schijf als platform) Je hebt dus maar één motor nodig om de ring te kantelen en die motor zal enkel energie verbruiken als de relatieve stand (bladhoek boven tov onder) veranderd moet worden.

De ring, of nauwkeuriger: de schuifcontacten met de bladen, zorgt echter wel voor meer wrijving, maar als je de ring in neutrale positie zet (alle bladen zelfde hoek), dan zal de extra wrijving zeer klein zijn. De wrijving zit immers vooral op de hoofdas omdat deze de massa van de bladen draagt. All bladen dezelfde hoek is dus de beste stand als er zeer weinig wind is.
Als er veel wind is, zal de relatieve bladhoek het grootst zijn, en dus ook het verlies aan wrijving, maar dan is de opbrengstwinst ook het grootst.

[styno]

Ik weet wel zeker van niet.

Zie ook deze post.

En deze figuur

Deze video

[Reactie gewijzigd door styno op 23 juli 2024 07:41]

[Robbedem]

Hmm, een directe mechanische link (zoals bij helikopters) zal mss moeilijk gaan omwille van de massa van de rotorbladen.
Lijkt mij anders wel efficiënter want met aparte mototrs per blad moet je heel de tijd energie verbruiken om de bladhoek aan te passen...

[styno]

Circa 4 kW maximaal per blad staat in geen verhouding tot de opbrengst van 5000 kW maar geeft wel voordelen zoals kleinere systemen, eenvoud en flexibiliteit.

[onox]

Dit is hoe een helicopter werkt. Het kantelen van de swashplates zorgt ervoor dat een blade aan de ene kant een positieve pitch heeft en aan de andere kant een even grote negatieve pitch (bij 2 blades per rotor). In dat geval heb je dus geen individual pitch control.

[MSalters]

Het is waarschijnlijk een periodieke bijstelling. In eerste benadering zak de bijstelling van het blad afhankelijk zijn van de hoek die het blad met de mast maakt. Dat hoeft netto niet veel energie te kosten; gedurende een deel van de cyclus zou je energie terug kunnen winnen.

[BugBoy]

De winst is volgens mij vooral dat door dit systeem je grotere bladen kunt maken, waardoor je meer energie kunt opwekken. Het lijkt me overigens niet dat de pitch bij elke rondgang wordt aangepast (continue aanpassing). Dat zou best veel energie kosten...

[Grrrrrene]

Maar bladen zijn, zoals al verschillende keren aangegeven, nu ook al pitchbaar, dus je kunt al grotere bladen monteren en die wat sub-optimaal in harde wind hangen en optimaal in luwte. Het nieuwe hieraan is dat het individueel is en ik zie niet zo hoe individueel pitchen tot grotere bladen leidt? Maar misschien wil je me dat uitleggen

[BugBoy]

Ik heb er niet heel veel verstand van. Maar drie wieken van 15 ton stuk continu verdraaien lijkt me inefficiënt. Maar wellicht levert het genoeg op..

[Verwijderd]

De luwte van de toren van de windmolen zal niet zo veel doen... Het zal veeleer het windprofiel zijn dat de reden is. Vlak boven de grond is de wind snelheid veel lager dan hoger in de lucht. In weze gewoon wrijving over het aardoppervlak. Hoe hoger je komt, hoe minder je daar last van hebt.
Bij het KNMI heb ik een typisch profiel gevonden:
http://www.knmi.nl/samenw/hydra/faq/profiel.htm

Als we even wat extrapoleren, (perfect fitbare exponent) en aannemen dat de turbine op 130 meter zit, dan zitten de tips op 60 en 200 meter. De daarbij behorende windsnelheden zijn dan 7,5 m/s en 9,25 m/s (In het midden 8,6 m/s) Helemaal onderaan waait het dus bijna 20% minder hard dan bovenaan... Dat is een significant verschil, waarbij ik me goed kan voorstellen dat je daar de wieken op wilt aanpassen.

[vjweirnogeenn]

Alleen moet je in je berekening ook rekening houden met dat de bladen over de hele lengte wind vangen. Daardoor wordt het verschil tussen het bovenstaande en het onderstaande blad een stuk kleiner.

De rotorbladen zijn zo ontworpen dat ze bij een gelijke verdeling van de windsnelheid over het hele blad het meest efficiënt zijn. Nou heb je met een pitch die geregeld wordt door een sensor op de as van het rotorblad een hogere efficiëntie. Dit komt doordat in principe het midden wordt gemeten van het blad. Hierdoor blijft bij een rotorblad in onderstaande positie de windsnelheid te hoog bij de basis van het blad en te laag bij de tip. Dit is weer andersom bij een rotorblad in bovenstaande positie.

Wanneer je de aanpassingen dynamisch toepast, zal er altijd nog een flink verschil tussen de hoogste en de laagste tip zijn. Je wilt namelijk het rendement van het hele blad zo hoog mogelijk houden.

Volgens mij is ook de innovatie niet zozeer dat de rotorbladen individueel kunnen draaien, dit kon bij veel windturbines technisch gezien al lang, maar dat de druk op de bladen individueel bijgehouden en aangepast kan worden.

[ruudkobes]

Volgens het artikel is de rotordiameter 115m. Nog steeds een stevig verschil tussen hoog en laag, maar een blad zal dus 50-55m lang zijn, met de turbine wss op een hoogte van zo'n 100m. Met je stelling ben ik het zeker eens: de winst zal alleen maar groter worden naarmate de rotordiameter toeneemt.

[Reactie gewijzigd door ruudkobes op 23 juli 2024 07:41]

[Sebazzz]

En het systeem van de heli hebben de meeste huidige windmolens al. Die techniek gebruiken ze zodat ze windmolens stil kunnen zetten bij harde wind. Let maar eens op: van stilstaande windmolens staan de wieken net anders.

[Reactie gewijzigd door Sebazzz op 23 juli 2024 07:41]

[ATS]

Nou, wat een heli doet is niet hetzelfde als alle rotoren tegelijk op dezelfde manier pitchen. Als een heli recht omhoog wil, dan wordt inderdaad van alle bladen tegelijk de pitch op dezelfde manier aangepast. Maar als een heli horizontaal wil bewegen, dan wordt er zo gepitched dat er aan de kant waar hij heen wil minder lift gegenereerd wordt. Daardoor kantelt de heli een beetje, waarmee de lift ook een horizontale component krijgt, en de heli dus horizontaal gaat bewegen. Om dat te doen, kan een heli dus die ring die hij gebruikt om te pitchen ook kantelen, en niet alleen in zijn geheel omhoog en omlaag bewegen. Daarmee verandert de pitch van een rotorblad voortdurend gedurende een omwenteling. Ik weet niet of dat kantelen al gebruikt wordt in molens.

[Reactie gewijzigd door ATS op 23 juli 2024 07:41]

[Titusvh]

Een rotor van een heli draait zo snel, da's niet bij te houden om de afzonderlijke bladen apart te pitchen binnen één omwenteling. Wordt het één grote fibrator. Daarom wordt volgens mij ook het hele rotorblok "gepitcht" om richting te geven.

Toch ff nagekeken, en dat kan dus blijkbaar wel. Blijkbaar toch niet goed onthouden...

[Reactie gewijzigd door Titusvh op 23 juli 2024 07:41]

[ATS]

Er zijn verschillende types. Het type dat jij beschrijft (de complete naaf waar de bladen aan zitten kantelt) wordt vooral gebruikt op heli's met meer dan een rotor. Meer standaard exemplaren hebben weldegelijk een systeem om elk rotorblad elke omwenteling weer voortdurend te draaien. Zoiets: http://www.daviddarling.i...helicopter_rotor_head.jpg

Maargoed: we hadden het over windmolens eigenlijk

[Nicael]

Ja maar daar worden alle wieken tegelijk gepitcht. Dit nieuwe ontwerp heeft juist het voordeel dat ze alle wieken apart pitchen.

[stoepie2002]

Als je een heli wilt bouwen die alleen omhoog kan ja.

Wil je ook besturing dan moet er wel per rotorblad gestuurd kunnen worden.

Toegegeven, dat is dan rotatie-afhankelijk dus quasi individueel, maar ik kan me niet voorstellen dat dat bij de windmolens anders gaat zijn.

[Verwijderd]

Inderdaad maar het zou me zeer verbazen als de drie bladen elk onafhankelijk hun invalshoek veranderen. Daarvoor is vrijwel geen noodzaak en het zou bijzonder hoge eisen stellen aan het mechaniek.

[Verwijderd]

Bijna alle moderne windturbines kunnen al hun rotorbladen tegelijk in de vaanstand zetten bij storm om zo schade te voorkomen. Wat gavanceerder types kunnen al rekening houden met hoge of lage windruk om zo de efficientie te optimaliseren.

Deze techniek gaat nog een stapje verder en regelt ieder rotorblad individueel. Blijkbaar valt daarmee de druk op de mast verder te beperken waaardoor de rotorbladen groter mogen worden zonder dat er een zwaardere mast voor nodig is.

Overigens zou het beter zijn om te spreken van druk op de mast. Immers wanneer de rotorbladen te veel haaks op de wind staan kan er bij veel wind schade aan de mast ontstaan.

_{Voor de zeilers onder ons:
Bij stevige halve wind het zeil strak aantrekken veroorzaakt ook het omslaan vd boot. Het zeil wat laten vieren en er is niets aan de hand.....}

[a.prinsen]

Boven het feit dat de winddruk voor elk blad individueel geoptimaliseerd kan worden zijn er meer voordelen (die mischien wel belangrijker zijn):

Het verschil in druk tussen bladen die bovenaan zijn t.o.v bladen die zich onder aan de molen bevinden.

Dit komt omdat winddruk *normaal* boven aan veel hoger is dan beneden door verschil in windsnelheden.
Ook varieer je tussen 2 bladen bovenaan , 1 onderaan naar 1 boven en 2 beneden. (Die verschillen zijn enorm op zulke oppervlaktes)

door bladen individueel te regelen kan je de druk gelijk houden over het hele vlak van de molen. Er is dan ook veel minder moment op de naaf en dit komt de aandrijving ten goede.

En ander voordeel is dat er makkelijker kan worden ingespeeld op windvlagen (ruk-winden). Windvlagen blijven windmolens grootste vijand. Een windmolen heeft ideaal gesproken een constante windstroom nodig.

Goede regeltechniek voorkomt schade maar als iedere correctie van de bladen op 3 bladen tegelijk worden toegepast kan er behoorlijk wat vermogen ongewenst kwijt worden geraakt.

Door individueel bladen te regelen ben je dus ook in staat betere regeltechniek toe te passen tegen windvlagen.

[Reactie gewijzigd door a.prinsen op 23 juli 2024 07:41]

[Verwijderd]

Jawel, een helicopter draait wel degelijk alle bladen individueel. Wanneer hij voorwaarts gaat, krijg je namelijk een effectieve luchtstroom over de bladen, die natuurlijk anders is bij de linker en rechter kant van de helicopter. Immers, aan de ene kant gaat het blad vooruit, en aan de andere kant achteruit. Daar worden de bladen op aangepast.

[Vinnienerd]

Ook al is het niet nodig voor windmolens, helis stellen de hoek van de rotorbladen tijdens de wenteling bij, niet globaal.

[steveman]

Mja, daar zit nog wat nuance in:

Collectief (collective): allemaal tegelijk om meer/minder lift te genereren (indien toerental gelijk blijft)

Cyclisch (cyclic): op een bepaald punt van de omwenteling roteren om de heli van richting te doen wijzigen.

Wat een helikopter niet opzettelijk zal doen: 1 blad ALTIJD een andere stand geven tov de andere bladen.

[devil-strike]

Ah ok dat wist ik dan weer niet

[Grrrrrene]

Euh, nee, het is iets totaal anders. Bladen die "gepitcht" konden worden bestaan al heel lang in de windindustrie, maar hier kunnen bladen individueel gesteld worden. Dus niet op basis van "een gemiddelde ideale stand" (een compromis), maar op basis van de individuele ideale stand.

[Reactie gewijzigd door Grrrrrene op 23 juli 2024 07:41]

[_V_]

120 graden verder gedraaid staan de bladen op de positie waar hun buur 120 graden geleden stond.
Past het systeem continu de standen aan?
Of is dit ter compensatie dat de bladen niet precies symmetrisch geplaatst zijn?

[Habana]

Uiteraard anders zou onderhoud niet mogelijk zijn, zonder vaanstand zou het net zijn als proberen een auto af te remmen met volgas erop.

[styno]

Even een paar misvattingen rechtzetten:
- Op zee (daar gaat dit artikel over) is een capaciteitsfactor van 50% al haalbaar in de praktijk.
- Onshore is 30% ook prima haalbaar met de juiste type windturbine (passend bij de windklasse ter plaatse).
- Windturbines zijn heel betrouwbaar met beschikbaarheidsfactoren vaak hoog in de 90%, dat halen de meeste conventionele centrales niet.
- De elektriciteitslevering is dan wel variabel maar goed voorspelbaar en daarmee goed opneembaar in het grid.

[Silmarunya]

In de VS is 40% gemiddeld voor onshore zelfs haalbaar:

http://www.windaction.org...tors-by-project-and-state

Ook in het VK en Spanje halen recente turbines 40%. Duitsland blijft voorlopig achter (rond de 20%), maar dat land heeft ook wel een enorm portfolio aan oude, kleine turbines.

Een beschikbaarheidsfactor van 90% is overigens meer regel dan uitzondering voor centrales van dezelfde leeftijd als een windturbine. De lagere cijfers voor kolen- en gascentrales zijn veelal doordat de gemiddelde leeftijd van conventionele centrales véél hoger ligt dan die van windturbines. Afspraak over een jaar of 10 om echt een eerlijke analyse te maken

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 23 juli 2024 07:41]

[styno]

Ik lees eerder 80+% voor kolen- en kerncentrales en de beschikbaarheidsfactor voor windturbines is verrassend constant over een groot deel van zijn levensduur. Maargoed 'we're splitting hairs'' zoals wel vaker.

[blorf]

Je moet dan alleen nog alle kosten op een rij zetten en kijken of het op langere termijn wel rendabel blijft. Ik heb daar eigenlijk mijn vraagtekens bij. Wat me tot nu toe altijd opviel is dat er van uit wordt gegaan dat de energieprijs tijdens de levensduur van een windmolen constant en in hoog tempo blijft stijgen en dat niet wordt gedaan bij de kosten voor de bouw en het routine-onderhoud daarna. De vraag en het aanbod zijn reeds bepaald voordat een molen er daadwerkelijk staat.
Het dubieuze daaraan is dat de energieprijs zelf een aanzienlijke invloed heeft op de economie in het geheel. We hebben gedwongen energie nodig. Die dingen kunnen op papier heel simpel rendabel worden gehouden door een kunstmatige energieschaarste te veroorzaken, oftewel de reele vraag naar energie te negeren en vals te spelen. In feite: hoe minder windmolens er staan, hoe duurder de energie die ze opbrengen dus hoe beter het financiele rendement lijkt. In theorie kan je uitgaan van 1 enkele molen per miljoen huishoudens die dan belachelijk dure energie levert en zichzelf al binnen een dag heeft terugbetaald. (In theorie, dus daarbij vergeten we even het rampzalige tekort wat daardoor ontstaat plus de overige energiebronnen die eventueel inzetbaar zijn gebleven.

[styno]

Je moet dan alleen nog alle kosten op een rij zetten en kijken of het op langere termijn wel rendabel blijft. Ik heb daar eigenlijk mijn vraagtekens bij.

Hoezo? Worden al niet heel lang windturbines gebruikt? De economie daarvan is helder. Kijk eens in Duitsland of Denemarken.

Maar je hebt gelijk dat de economie van windturbines lastig is, vanwege het volgende:
De kosten van een windturbine zitten hem in de aanschaf en bijbehorende kapitaalkosten (rente). Staat het ding er eenmaal dan kost hij in verhouding heel weinig (een beetje onderhoud). Dat betekend dat een kWh extra produceren vrijwel geen kosten heeft, oftewel windturbines produceren tegen zeer lage marginale kosten. En dat is heel belangrijk want het reduceert de groothandelsprijs enorm.

Deze eigenschap betekent ook dat bij een significant aandeel windturbines en windaanbod de marktprijs steeds lager wordt maar de kosten voor de eigenaar veranderen door de kapitaalkosten niet. Het gevolg is een paradox waarin windturbines hun eigen inkomsten om zeep helpen. Kerncentrales hebben eenzelfde probleem.

Zonder een bijpassend verdienmodel is een hoog aandeel windturbines niet haalbaar: de consument geniet van lage kosten maar de investeerder gaat failliet. Daar zijn momenteel twee gangbare oplossingen voor: de feed-in tarief en de subsidie. Kunstmatig de vraag verhogen of ander aanbod verminderen waardoor de prijs weer stijgt is ook een optie. Echter, een aanzienlijk aandeel van wind- en/of kerncentrales is (op dit moment) niet rendabel zonder marktregulering.

[Silmarunya]

Een derde optie is een value of electricity-oplossing. Daarbij worden de indirecte kosten en baten van een energiebron (kapitaalskosten, externaliteiten, tijdstip van maximale productie, gevoeligheid voor prijsschommelingen, impact op het net) etc in beschouwing genomen en wordt zo een vlakke kost per kWh voor die energiebron opgesteld.

Austin Electricity in Texas acht een kWh zonne-energie bijvoorbeeld 11 cent waard. Minder dan de retailprijs van stroom, maar fors meer dan de spotprijs omdat zonne-energie op tijdstippen van grote vraag produceert en ongevoelig is voor prijsschokken.

In het 'value of'-model blijken vooral zon (optimaal tijdstip van productie) en kernenergie (stabiel, goedkoop) aantrekkelijk te zijn, met gas en wind als verdienstelijke tweede.

Op termijn is zo'n model te verkiezen boven subsidies, omdat het gebaseerd is op marktwerking en niet op (nogal wisselvallige) overheidsinterventies. Het vermijdt ook de perverse incentives van feed-in tarieven (zie bijvoorbeeld Duitsland, waar een merit order in combinatie met feed-in ervoor heeft gezorgd dat kernenergie en zeker gas uit de markt gedrukt worden).

Enig nadeel is dat de techniek onmogelijk een prijs kan zetten op nieuwe energiebronnen door gebrek aan een relevante tijdsreeks.

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 23 juli 2024 07:41]

[styno]

Goed punt, value of electricity, daar zit zeker wat in. Ik geloof dat een Europees onderzoek op circa 15 cent uit kwam, vergelijkbaar dus en veel hoger dan de huidige marktprijs.

Duitsland is alleen een verkeer voorbeeld om feed-in tarieven af te kraken: het uitfaseren van kernenergie door duurzame energie is daar juist een van de hoofddoellen. Je kunt terecht discussieren of niet eerder (bruin)kolen uitgefaseerd hadden moeten worden maar dat is een andere discussie. De feed-in tarieven in DE doen wat ze moeten doen en zijn tot dusver verreweg het beste model gebleken om duurzame energie versneld uit te rollen dat ooit in de praktijk is uitgevoerd.

Overigens heeft een land tot dusver nog nooit waardevolle bodemschatten in de grond laten zitten en Duitsland heeft de grootste voorraden bruinkool ter wereld die ook nog eens de goedkoopste stroom van heel Europa levert. Er moet nog heel wat gebeuren voordat bruinkolen uitgefaseerd zijn ben ik bang...

[Silmarunya]

Kernenergie versneld uitfaseren was inderdaad één van de doelen en of dat nu goed of slecht is, is een andere discussie.

Maar dat verklaart nog niet waarom de hardste klappen tot nu toe bij aardgas zijn gevallen, met voorsprong de properste fossiele energiebron. Prioriteit geven aan hernieuwbare energie is mooi, maar aardgascentrales harder laten werken ten koste van steenkool en bruinkool levert volgens elke studie meer CO2-besparing per euro op dan hernieuwbare energie.

Duitsland laat laaghangend fruit hangen; een kleine tweak aan de merit order zou voor relatief weinig geld een gigantische daling van Duitsland's CO2-uitstoot en uitstoot van polluenten betekenen. Ze hoeven niet eens nieuwe capaciteit te bouwen, er zijn nog genoeg relatief recente centrales die nu gewoon stilgelegd zijn.

[styno]

Maar dat verklaart nog niet waarom de hardste klappen tot nu toe bij aardgas zijn gevallen, met voorsprong de properste fossiele energiebron. Prioriteit geven aan hernieuwbare energie is mooi, maar aardgascentrales harder laten werken ten koste van steenkool en bruinkool levert volgens elke studie meer CO2-besparing per euro op dan hernieuwbare energie.

Maar dan blijf je hangen in het oude en verandert er nooit iets wezenlijks, wat het doel uiteraard is van de Energiewende. Bovendien heeft Duitsland nauwelijks gas, dus is het dom om daar volop in te zetten. Die studies kijken ook alleen maar naar het nu, niet naar de toekomst waarin hernieuwhare energie goedkoper is dan traditionele energie. De energiewende is een lange termijn visie, de kolen komen ook nog wel aan de beurt.

Laten we vooral Duitsland prijzen voor wat ze wel doen en hebben gedaan en hoe zij in hun eentje PV economisch hebben gemaakt, i.p.v. miepen over dat het nog beter had gekund. Zonder Duitsland hadden jij en ik ook geen PV op ons dak gehad.

[Silmarunya]

Ik zeg niet dat Duitsland moet blijven stilstaan; haar keuze om het overgrote deel van haar nieuwe capaciteit uit hernieuwbare energie te laten bestaan kan ik enkel toejuichen.

Maar Duitsland heeft nog altijd een enorme berg gas- en kolencentrales. Op korte termijn is het waanzin om prioritair de kolencentrales te laten draaien en de gascentrales te laten verkommeren. Voorzie desnoods een uitdoofscenario voor je gascentrales, maar gebruik ze zolang ze werken zoveel je kunt.

Duitsland lijkt stilaan het omgekeerde probleem van een gemiddelde democratie te hebben: zo'n overdreven nadruk op de lange termijn dat de korte termijn wordt vergeten. De gebruiksfactor van bestaande gascentrales verhogen kan voor een dramatische daling van de Duitse CO2-uitstoot zorgen en daarmee Duitsland voor weinig geld nog een jaar of tien extra kopen om haar Energiewende te voltooien.

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 23 juli 2024 07:41]

[ATS]

Jij verpest het liever met rookpluimen van kolencentrales?

[Astrix]

Zo zou de windmolen afhankelijk van, de op dat moment, heersende wind snelheden, ofwel windkracht, makkelijker aan het vereiste aantal omwentelingen per minuut kunnen komen, zodat de dynamo stroom kan opwekken produceren, waardoor de windmolen ook bij lagere windsnelheden, rendement zou kunnen halen.

[Reactie gewijzigd door Astrix op 23 juli 2024 07:41]

[Mr Pingu]

Dit gebeurd ook vaak in combinatie met een gearbox/versnellingsbak, zodat bij hoger windsnelheden de molen nog steeds op dezelfde snelheid kan blijven draaien maar de generator wel meer omwenteling kan maken. Echter met dit systeem, al dan niet individueel per blad, kan je de windbelasting nog eens beter regelen waardoor je bij nóg hogere windsnelheden de molen nog steeds kan gebruiken.

Maar dan nogmaals, vraag ik me ten zeerste af of het individueel instellen echt zoveel meer oplevert op dat gebied. Want bij recente molens zijn de bladen sowieso al te "pitchen".

Edit: Zie reactie: Grrrrrene in 'nieuws: ECN: regelbare rotorbladen leveren tot 13 procent meer energie bij windmolens'

Zit wat in en hieronder ook, goede punten.

[Reactie gewijzigd door Mr Pingu op 23 juli 2024 07:41]

[chime]

Je zal iets meer controle hebben en zo dus de veiligheidsmarge kunnen opdrijven, waardoor je dus grotere wieken kan steken.
Volgens hen kan je dus de bladen 6% groter maken.

Grote voordeel van die grotere wieken is dus dat die altijd meer wind kunnen opvangen en dus meer energie opwekken.

[RocketKoen]

Het gaat vooral om hogere windsnelheden.
Moderne windmolens hebben al verstelbare wieken, zodat ze ook tijdens harde wind kunnen blijven draaien zonder kapot te gaan.
Het probleem is dat je nooit op 100% kan draaien. Want als je de wieken instelt voor wind van 60km/u en je krijgt een windstoot van 100km/u dan gaat de boel stuk. Daarom zal de molen bij die wind van 60km/u ingesteld staan op 100km/u en dus niet efficient draaien.

Als je de wieken continu bij kan stellen kun je wel constant dichtbij die 100% draaien bij harde wind.

[styno]

Bij een windstoot toeren sommige variabele speed turbines simpelweg een beetje op, gebruik makend van hun massatraagheid absorberen ze daarmee de extra windenergie zonder kapot te gaan.

Het kan ook zijn dat ze simpelweg een deel van de energie niet gebruiken waardoor de efficientie minder wordt maar het afgegeven vermogen 100% is.

Zie de power/efficientie curve van een willekeurige windturbine

[szjoin]

Alleen dat wordt niet dynamisch geregeld maar vanuit de cockpit. (alhoewel er een stabiliteitssysteem de finetuning voor diens rekening zal nemen)

Deze ontwikkeling is een mooi voorbeeld van 'laaghangend fruit'. Goed combineren van bestaande technologieën zoals het vaanstand-systeem per rotorblad laten regelen door meet-en-regelsystemen zoals in de luchtvaart wordt toegepast.

Ik vraag me af in hoeverre dit bijdraagt aan de geluidsreductie voor molens binnen de bebouwde kom. Kiest men voor de geluidsreductie of gaat men voor het rendement vergroten met behoud van de ellendige zwiep- en LF geluiden?

[ejabberd]

Ik vraag me ook af of bestaande windmolens eenvoudig voorzien kunnen worden van deze technologie. Als men bij een onderhoud (stok)oude windmolens op die manier stiller kan maken en tegelijkertijd het rendement een beetje kan verhogen (natuurlijk niet de volle 13%), dan zou dit het imago van windenergie een boost kunnen geven...

[Garyu]

Het gaat om offshore installaties. Ik neem aan dat die ver genoeg weg worden geïnstalleerd om de geluidbelasting binnen de bebouwde kom acceptabel te houden .

[mashell]

Kiest men voor de geluidsreductie of gaat men voor het rendement vergroten met behoud van de ellendige zwiep- en LF geluiden?

In theorie zouden beide elkaar niet uitsluiten maar aanvullen. Hoe meermeer energie wordt omgezet in electriciteit hoe minder er nog is om geluid te produceren.

[Silmarunya]

Anderzijds wordt een extra bewegend onderdeel geïntroduceerd, wat bijna per definitie enig geluid met zich meebrengt.

Deze technologie lijkt me hoe dan ook vooral gericht op grote turbines en die worden nu al vooral op zee gebouwd, waar geluid geen issue is. Voor de kleinere turbines die in de buurt van woonzones worden gebouwd is windbelasting nu al geen probleem, dus waarom die extra kost maken?

[Technomania]

Veroorzaakt dat geen "onbelans"?
Ik lees dat het getest is, maar ik verbaas me erover

edit: toevoeging.

[Reactie gewijzigd door Technomania op 23 juli 2024 07:41]

[Garyu]

Nee, juist het tegendeel is waar, het zorgt voor een evenwichtiger verdeling van de krachten die op zo'n enorme windturbine werken door elk blad zo te draaien dat het zo efficiënt mogelijk wordt benut. Voor het totaalplaatje is dat juist bevorderlijk voor de stabiliteit, omdat de windsituatie niet op elke positie gelijk is.

[Technomania]

Verbazend.

Bedankt voor je uitleg...

(IK zat met een computerfannetje in mijn hoofd)

[Silmarunya]

Stel je voor dat ik hard in je linkerzij duw. De beste manier om dan recht te blijven, is je lichaam enigszins roteren. Je massa is dan wel in onbalans, maar de nettokracht op je lichaam is geminimaliseerd.

Dit is hetzelfde principe: een windturbine is zoals elk voorwerp het stabielst als de nettokracht erop zo klein mogelijk is en dat is niet noodzakelijk de positie waarin haar massa het meest evenwichtig verdeeld is - de kracht van de wind is immers ook niet evenredig verdeeld.

[mugenmarco]

Meer energie is altijd goed lijkt me, hoewel ik betwijfel dat alle windmolens in nederland deze regelbare rotorbladen gaat hebben (kosten).

[evertalbers]

Klopt, het zal voorlopig om 'nieuwbouw' gaan. Maar misschien dat over een aantal jaren nog eens complete gondels vervangen gaan worden.