Wat is windenergie?
Mensen maken al duizenden jaren gebruik van windkracht. Wind heeft boten over de Nijl voortbewogen, water gepompt en graan gemalen, voedselproductie ondersteund en nog veel meer. Tegenwoordig worden de kinetische energie en de kracht van natuurlijke luchtstromen, wind genaamd, op grote schaal benut om elektriciteit op te wekken. Eén moderne offshore windturbine kan meer dan 8 megawatt (MW) energie opwekken, genoeg om bijna zes huizen een jaar lang van schone stroom te voorzien. Windparken op land genereren honderden megawatts, waardoor windenergie een van de meest kosteneffectieve, schone en direct beschikbare energiebronnen ter wereld is.
Windenergie is de goedkoopste grootschalige hernieuwbare energiebron en is momenteel de grootste bron van hernieuwbare energie in de VS. Er staan bijna 60.000 windturbines met een gecombineerd vermogen van 105.583 megawatt (MW). Dat is genoeg om meer dan 32 miljoen huishoudens van stroom te voorzien!
Windenergieoplossingen spelen niet alleen een belangrijke rol in onze energievoorziening, ze helpen commerciële bedrijven ook om hun doelstellingen op het gebied van hernieuwbare energie en de eisen voor betrouwbare, schone energie te behalen.
De voordelen van windenergie:
- Windturbines verdienen de CO2-uitstoot die gepaard gaat met hun levensduur doorgaans binnen een jaar terug. Daarna leveren ze tot wel 30 jaar lang vrijwel koolstofvrije elektriciteit.
- Windenergie draagt bij aan het verminderen van de CO2-uitstoot: in 2018 werd 201 miljoen ton CO2-uitstoot vermeden.
- Windenergie levert belastinginkomsten op voor gemeenschappen die projecten organiseren. Zo bedroegen de staats- en lokale belastingen voor windprojecten in Texas in totaal $ 237 miljoen.
- De windenergiesector stimuleert de werkgelegenheid, met name in de bouw. In 2018 zorgde de sector voor 114.000 banen in de VS.
- Windenergie biedt een stabiele, aanvullende bron van inkomsten: jaarlijks leveren windprojecten meer dan 1 miljard dollar op aan staats- en lokale overheden en particuliere landeigenaren.
Hoe ziet een windenergieproject eruit?
Met een windproject of -park wordt een groot aantal windturbines bedoeld die dicht op elkaar zijn gebouwd en die functioneren als een soort elektriciteitscentrale: ze leveren elektriciteit aan het net.
Het Frontier Wind Power I-project in Kay County, Oklahoma, is operationeel sinds 2016 en wordt uitgebreid met het Frontier Wind Power II-project. Na voltooiing zullen Frontier I en II in totaal 550 megawatt aan windenergie opwekken – genoeg om 193.000 huishoudens van stroom te voorzien.
Hoe werken windturbines?
Energie wordt opgewekt door draaiende windturbines die de kinetische energie van bewegende lucht benutten, die vervolgens wordt omgezet in elektriciteit. Het basisidee is dat windturbines bladen gebruiken om de potentiële en kinetische energie van de wind op te vangen. De wind laat de bladen draaien, waardoor een rotor gaat draaien die is verbonden met een generator om elektrische energie op te wekken.
De meeste windturbines bestaan uit vier basisonderdelen:
- De bladen zijn bevestigd aan een naaf, die meedraait met de bladen. De bladen en de naaf vormen samen de rotor.
- In de gondel bevinden zich de tandwielkast, de generator en de elektrische componenten.
- De toren houdt de rotorbladen en de apparatuur voor de opwekking van elektriciteit hoog boven de grond.
- Een fundering houdt de turbine op de grond.
Soorten windturbines:
Grote en kleine turbines vallen, afhankelijk van de oriëntatie van de rotor, in twee basiscategorieën: turbines met een horizontale as en turbines met een verticale as.
Windturbines met een horizontale as zijn tegenwoordig verreweg het meest gebruikte type windturbine. Bij windenergie denk je al snel aan dit type turbine, met bladen die lijken op een vliegtuigpropeller. De meeste van deze turbines hebben drie bladen, en hoe hoger de turbine en hoe langer het blad, hoe meer elektriciteit er doorgaans wordt opgewekt.
Verticale turbines lijken veel meer op een eierklopper dan op een vliegtuigpropeller. De bladen van deze turbines zijn zowel aan de boven- als onderkant van een verticale rotor bevestigd. Omdat verticale turbines minder goed presteren dan hun horizontale tegenhangers, komen ze tegenwoordig veel minder vaak voor.
Hoeveel elektriciteit genereert een turbine?
Het hangt ervan af. De grootte van de turbine en de snelheid van de wind door de rotorbladen bepalen hoeveel elektriciteit er wordt opgewekt.
De afgelopen tien jaar zijn windturbines hoger geworden, waardoor ze langere bladen kunnen hebben. Zo kan er optimaal gebruik worden gemaakt van de betere windbronnen die op grotere hoogte beschikbaar zijn.
Om het in perspectief te plaatsen: een windturbine met een vermogen van ongeveer 1 megawatt kan jaarlijks voldoende schone energie opwekken voor ongeveer 300 huishoudens. Windturbines op land genereren doorgaans 1 tot bijna 5 megawatt. De windsnelheid moet doorgaans ongeveer 14 kilometer per uur of meer zijn voordat de meeste windturbines van nutsbedrijfformaat elektriciteit kunnen opwekken.
Elk type windturbine kan zijn maximale elektriciteit opwekken binnen een bepaald bereik van windsnelheden, vaak tussen de 50 en 88 kilometer per uur. Als het echter minder hard waait, neemt de productie doorgaans exponentieel af in plaats van helemaal te stoppen. De hoeveelheid opgewekte energie neemt bijvoorbeeld met een factor acht af als de windsnelheid met de helft afneemt.
Moet u windenergieoplossingen overwegen?
Windenergie behoort nog steeds tot de energiebronnen met de kleinste CO2-voetafdruk. Het speelt een essentiële rol in de toekomst van de energievoorziening van ons land en ondersteunt de wereldwijde energietransitie en de toenemende vraag naar duurzame energiebronnen.
Windenergie is ook een van de beste methoden voor bedrijven, universiteiten, steden, nutsbedrijven en andere organisaties om snel en op grote schaal over te schakelen op emissievrije energie. Eén virtuele overeenkomst voor de aankoop van elektriciteit (VPPA) kan tientallen tot honderden megawatts aan netto-nul-elektriciteit gedurende 10 tot 25 jaar veiligstellen. De meeste overeenkomsten bieden ook de mogelijkheid tot additionaliteit, wat betekent dat netto nieuwe, schone energiebronnen mogelijk oudere, energiebronnen met een hogere uitstoot vervangen.
Wat is de beste locatie voor een windenergieproject?
Er zijn zes basisoverwegingen voor windenergieprojecten:
- Beschikbaarheid van wind en gewenste locaties
- Milieu-impact
- Inbreng van de gemeenschap en lokale behoefte aan opwekking van hernieuwbare energie
- Gunstig beleid op staats- en federaal niveau
- Beschikbaarheid van land
- Mogelijkheid om verbinding te maken met het elektriciteitsnet
Net als bij commerciële zonne-energieprojecten moeten ook vergunningen worden verkregen voordat een windenergie-installatie wordt gestart. Deze cruciale stap helpt bepalen of het project financieel haalbaar is en een gunstig risicoprofiel heeft. Het doel is immers dat de commerciële windprojecten de komende decennia elektronen aan het net leveren. Door ervoor te zorgen dat zowel de bouwer als het project financieel gezond zijn, wordt succes voor een generatie of langer gegarandeerd.
Plaatsingstijd: 16 juni 2021