Kleine windturbines: duurzame maar dure energie

Expertartikelen | 4828 keer bekeken
Kleine windturbines: duurzame maar dure energie

Kleine windturbines lijken het ei van Columbus: ze zijn makkelijk in te passen in de gebouwde omgeving. Helaas wekken ze veel minder elektriciteit op dan verwacht. Dat maakt ze tot een dure technologie voor het produceren van duurzame energie.

Tekst: Niek Tramper

Iedereen kent op gure dagen de kracht van de wind, en dan is de link naar het opwekken van windenergie voor het gebruik van deze duurzame energie snel gelegd. De komst van de Turby in 2000 heeft velen geïnteresseerd. De Turby is een kleine windturbine met drie verticale aerodynamische vleugels. Hierover is veel discussie ontstaan en enkelen hebben de stoute schoenen aangetrokken en een kleine windturbine aangeschaft. Al snel bleek dat er problemen waren met de opbrengst, de kwaliteit en het geluid.

Testveld
In 2005 is in Zeeland een project geïnitieerd om kleine windturbines te testen. Dit is gebeurd in samenwerking met provincie Zeeland, energiebedrijf Delta, gemeente Sluis, coöperatie Zeeuwind en later Greenlab; een joint venture van Eneco en Greenchoice. Na enkele jaren van voorbereiding is eind 2007 in Schoondijke een testveld met elf kleine windturbines en een windmeter geopend. Alle turbines hebben een maximale tiphoogte van 15 meter, worden individueel op productie en vermogen gemeten en staan op één rij, dwars op de meest voorkomende windrichting. Een groot voordeel hiervan is dat alle turbines evenveel wind krijgen en dus goed vergelijkbaar zijn. Hiermee is deze test uniek in Nederland, in Europa en wellicht in de wereld. In de test zijn de technische, economische en planologische facetten tussen de verschillende turbines vergeleken.

Eye-opener
In de eerste jaren is voor het testveld erg veel belangstelling getoond door potentiële kopers, nationale en internationale (België, Antillen, Zweden enz.) gezelschappen, TV, radio en Wereldomroep, gemeentes, provincies, gedeputeerden en zelfs toenmalig minister Cramer van Milieu is op ons park komen kijken. Na een aantal maanden meten zijn de eerste resultaten in oktober 2008 gepubliceerd. Voor velen was dit een eyeopener: de opbrengsten waren veel lager dan in eerste instantie was opgegeven. De grootste oorzaak was de windsnelheid op 12 meter hoogte: een kleine 4 meter per seconde. En hoewel Schoondijke vlak bij de zee ligt, hebben we hier te maken met een landlocatie. De verwachting is dat deze windsnelheid voor driekwart van Nederland geldt.

Duurder dan zonnepanelen
Door de beperkte windsnelheid op 12 meter en de hierdoor beperkte productie, geeft een ‘dure’ kleine windturbine een productieprijs boven het elektriciteitstarief voor de consument. Kleine windturbines zijn daardoor niet rendabel. De beste prijs-kwaliteitverhouding en de laagste kWh-prijs geeft de Skystream: met  een prijs van een kleine € 11.000 en een jaaropbrengst van 2.200 kWh betekent dit een kostprijs van € 0,33 per kWh. Zonnepanelen hebben een kostprijs van € 0,09 per kWh. Grote windturbines leveren voor € 0,08 per kWh.

Gebakken lucht
Er zijn wereldwijd meer dan duizend ontwerpen van kleine windturbines, maar 90% is slechts een idee en meer gebakken lucht dan een goed ontwerp. De rotor is de motor, oftewel het oppervlakte in de wind bepaalt de productie. Meer energie uit de wind halen dan een grote en efficiënte windturbine dat doet is niet mogelijk. Alleen een (wieken)turbine met een lage aanschafprijs in een windrijke omgeving heeft op een economische basis potentie.

Over de auteur:
Niek Tramper is projectleider voor het Testveld Kleine Windturbines Zeeland in het Zeeuws-Vlaamse Schoondijke. Tevens is hij assetmanager bij de Coöperatieve Windenergie Vereniging Zeeuwind U.A. Hij schreef dit artikel op verzoek van Ensoc.

Foto: De verticale asturbine Turby. De fabrikant is dit jaar failliet gegaan (foto TU Delft) 

Meld je aan voor de nieuwsbrief

Meld jezelf nu aan voor de Ensoc nieuwsbrief en ontvang het laatste nieuws, trends en aanbiedingen.

Reacties (12)

Reageren
  • Jack Machielsen
    23.10.2015 - 08:14 uur | Jack Machielsen

    Marc,

    Ik heb zojuist een fimpje gezien van de EDSG windmolen. Dit type windmolen heeft aanloopproblemen, er is al een redelijke windsnelheid nodig om de molen aan het draaien te krijgen. Om die reden werden/worden dit type windmolens ook wel voorzien van een kleine savonius type rotor als "start" rotor. Dit betekend nog minder rendement. Tegen de tijd dat de rotor op snelheid is, en dus voldoende spanning opwekt om iets te kunnen gaan leveren, is de windvlaag al weer weg.

  • Jack Machielsen
    23.10.2015 - 08:07 uur | Jack Machielsen

    Marc,
    "EDSG heeft verticale as windturbines gerealiseerd die bij een geinstalleerd vermogen van 30 kW per jaar 180.000 kWh stroom opleveren (gemeten gemeten windsnelheid 12 m/s). "
    Waar ga je die 12 m/s windsnelheid vandaan halen, dit is zo onrealistisch!! 12 m/s is windkracht 6, hoeveel uur per jaar heb je dat, zeker in bebouwde omgeving, en dan zijn het vaak ook nog windstoten. Probeer eens 1000 uur per jaar op 3 m/s uit te komen in een bebouwde omgeving zonder meteen op 50 mtr. ashoogte uit te komen.

  • Marc Hazen
    22.10.2015 - 15:54 uur | Marc Hazen

    Ook kleine windturbines kunnen rendabel zijn. Niet alleen de rotor, maar ook de generator en invertor zijn van belang voor de opbrengst van een kleine windturbine. Als we daar ook nog buffercapaciteit aan toevoegen voor de lage windsnelheden dan stijgt de kWh opbrengst fors. Bij deze efficiente windturbines is dan ook niet de samenstelling de remmende factor maar de windhoeveelheid op lagere hoogte.
    EDSG heeft verticale as windturbines gerealiseerd die bij een geinstalleerd vermogen van 30 kW per jaar 180.000 kWh stroom opleveren (gemeten gemeten windsnelheid 12 m/s). Bovendien zijn ze geruisloos.

  • jurre Dijkstra
    25.08.2015 - 14:45 uur | jurre Dijkstra

    Hallo Niek,

    Leuk artikel. Als consultant op gebied van duurzame energie installaties kom ik ook in aanraking met veel nieuwe concepten. Over het algemeen hoor je van 95% van deze concepten niks meer na 1 jaar. Echter heb ik onlangs kennis gemaakt met EAZ Wind. Een kleine producent van windmolens tot 15 meter. Rotor diameter 12 meter. Deze jongens hebben de kleine windmolen opnieuw uitgevonden. De eerste twee molens draaien 6 tot 12 maanden en de opbrengsten zijn boven verwachting.

    De investering van een dergelijke windmolen is € 37.500 en de verwachten opbrengsten liggen (afhankelijk van de locatie) tussen de 26.000 en 30.000 kWh.

    Wellicht een leuk product om eens verder te onderzoeken voor een vervolg artikel.

    met vriendelijke groet,
    Jurre Dijkstra
    Daniels Smart Energy

  • P. Lomito
    18.08.2015 - 16:51 uur | P. Lomito

    @ Kees Die TVT van 4 jaar zie ik ook niet. Zoals gezegd kost de molen (mast+turbine) € 1.500 excl. BTW, dus € 1.815 inclusief BTW. De opbrengst bij een gemiddelde snelheid van 5 m/s is 50 kWh per maand, dus 600 kWh per jaar. Bij € 0,22 /kWh voor netstroom is de besparing € 132 per jaar, 1815/132 = 13,7 jaar...

    Dan mag er in de 14 jaar niets mis gaan, geen reparaties, geen onderhoudskosten, gemiddeld 5 m/s wind wat vrij onwaarschijnlijk is, en dan moet je ook nog eens die stroom kunnen benutten op de momenten dat die geproduceerd wordt.

  • Jack Machielsen
    18.08.2015 - 15:56 uur | Jack Machielsen

    @Kees:
    En waar denk je die 5 m/s gemiddeld vandaan te halen in een bebouwde omgeving? 3 m/s is al heel moeilijk haalbaar!
    Mvg. Jack

  • Niek Tramper
    18.08.2015 - 11:55 uur | Niek Tramper

    Met de test in Schoondijke hebben we getracht een reëel beeld te geven van mogelijkheden van kleine windturbine. Wij zijn kritisch maar zeker niet negatief. Hoewel niet getest, zijn wij zeker niet negatief over de Windchallange van Sander Mertens. Sander is betrokken geweest als expert op het gebied van de windsnelheid en kleine windturbines.

  • Wim Stevenhagen
    18.08.2015 - 11:52 uur | Wim Stevenhagen

    Er zijn "kleine windturbines" en "echte kleine Windturbines".
    Mij hadden ze ook gevraagd om, op mijn eigen kosten, een windturbine op het testveld in Zeeland te plaatsen. Onze Windside windturbines hebben zich al ruim 30 jaar op de meest extreme plaatsen te wereld als uiterst betrouwbaar bewezen. Dus om voor 3 jaar een redelijk bedrag in het Zeeuwse windpakje vast te zetten had/bracht geen meerwaarde. De Windside windturbine was al 30 jaar over de gehele wereld, door en door beproefd en getest.
    Het testveldje in Zeeland zegt absoluut niets over de mogelijke kleine speelgoed Windturbines en echte kleine Windturbines.

    Op Antarctica draaien meer Windside windturbines dan in Nederland. Hier zijn locaties bij waar de Windside windturbines regelmatig bij winden tot 70m/s probleemloos hun werk doen. We zijn dan eventueel wat duurder dan zonnepanelen, maar wat heb je daaraan in de poolwinter of onder de sneeuw.
    In de poolwinter worden de Windside windturbines zelfs bij min 50 graden automatisch gesmeerd.
    Wat heet duur of goedkoop? Het systeem moet gewoon op elke locatie probleemloos werken.
    Waarom plaatsen de Chinezen bij hun Radarposten aan hun grenzen grote Windside Windturbines en geen Chinese Molentjes?

  • jan vossen
    18.08.2015 - 10:39 uur | jan vossen

    De adverteerders van kleine windturbines geven een te rooskleurig beeld van de opbrengsten. Met het rapport van het testveld zijn de werkelijke opbrengsten verduidelijkt.

  • kees van wuyckhuyse
    18.08.2015 - 10:12 uur | kees van wuyckhuyse

    Naast dat ook ik erg mijn twijfels heb over het toepassen van KWT's , en dat wordt ondersteund met de Schoenedijke meetgegevens , is er natuurlijk al weer veel gebeurd tussen 2007/2008 en 2015. Er zijn al weer veel nieuwe KWT's op de markt verschenen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan de Archimedes / Liam en de Black. De eerst ziet er mooi uit maar is volgens mij ook weer veel duurder geworden dan in eerste instantie de bedoeling was.

    De Black is m.i. de meest interessante. De Black 300 ( er is ook een 600 met meer opbrengst) kost met omvormer zo'n € 800,- Komen daar nog de kosten van een 12 m. mast op stelconplaat bij. Kom je uit op zo'n € 1.500,- excl. btw. De Black 300 kan bij 5 m/s gemiddeld ook 45 tot 50 kWh per maand maken. Live opbrengsten zijn te zien op : http://soldesportal.de/abc/seite1_de.html?anlage=120701 Het kosten/baten plaatje is in dit geval dus best interessant in combinatie met zonnepanelen. (terugverdientijd 4 jaar). Met natuurlijk de vraag wat de verwachte levensduur van de onderdelen is. Wellicht tijd voor een kleine nieuwe test / update ?

  • Felix Gruijters
    18.08.2015 - 09:40 uur | Felix Gruijters

    Mijn eerste ervaringen met de windmolen van Windchallange is positief. Het lijkt erop dat ze de windmolen voor lage kosten zullen kunnen gaan leveren en dus een aantrekkelijke aanvulling zullen zijn op zonnepanelen.
    De Windchallange is ontwikkeld door Sander Metrens die met Niek Tramper betrokken was bij de testlokatie in Zeeland.
    Is Niek ook negatief over de Windchallange?

  • P. Lomito
    14.08.2015 - 10:21 uur | P. Lomito

    Het rekenvoorbeeld van de Skystream laat zien dat er met een levensduur van 15 jaar gerekend is. Want dat is namelijk een ander groot probleem naast te hoge aanschafkosten: windmolens zijn zeer gevoelig voor storing door de bewegende delen die slijtage geven (lagers). De jaaropbrengst zal daardoor ook teruglopen naarmate de turbine meer uren gedraaid heeft. Reparatie of preventief onderhoud is weer vrij kostbaar door de hoge positie van de turbine (kraan/verreiker nodig). De kostprijs van de windstroom zal daardoor nog veel ongunstiger uitpakken (levensduur 10 jaar en gem. jaaropbrengst 1500 kWh geeft 73 eurocent per kWh).

    Hetzelfde geldt ook voor de grotere broers, hoge kosten voor aanschaf, onderhoud/reparatie, pacht van de grond (50K per windmolen per jr) en korte levensduur zorgen dat windmolens niet rendabel zijn. Bovendien kan met intermitterende opwekking geen betrouwbare basislast worden geleverd worden, die moet nog steeds door vervuilende kolencentrales geleverd worden.

    Wat we echt nodig hebben is een alternatief voor kolencentrales, net zo goedkope, betrouwbare en vraaggestuurde stroomopwekking maar dan zonder de uitstoot van verbrandingsgassen. Zoals bijvoorbeeld met de gesmolten zout thoriumreactor, maar die moet nog verder ontwikkeld worden. In plaats van 40 miljard euro te besteden aan onrendabele technieken zoals windmolens zoals nu gebeurt met het Energieakkoord zou dat geld beter besteed zijn aan energiebesparing en onderzoek naar toekomstbestendige energievoorzieningen.