Windenergie

Update: Data van recente jaren toegevoegd
Wind is de natuurlijke luchtbeweging van de atmosfeer gekenmerkt door richting en snelheid. Wind ontstaat doordat de zon de lucht in de atmosfeer verwarmt. Als gevolg van ongelijkmatige verwarming van de luchtmassa ontstaan er temperatuur- en drukverschillen. De luchtstroming die daardoor ontstaat van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied, herkennen wij als wind. De windsterkte kan sterk variëren. Windsterkte wordt uitgedrukt in een getal op de schaal van Beaufort of in m/s.


Figuur 1. Windturbines (bron: Wikimedia Commons)

Opkomst van windenergie

De laatste jaren is windenergie, evenals zonne-energie en waterkracht, als duurzame hernieuwbare bron van energie steeds belangrijker geworden. De snelle toename van het opgestelde windenergievermogen wereldwijd is in figuur 2 te zien:


Figuur 2 (bron: Wikimedia Commons)



Land Capaciteit (MW) Percentage
China 114.763 31.1
VS 165.879 17.8%
Duitsland 39.165 10.6%
Spanje 22.987 6.2%
India 22.465 6.1%
VK 12.440 3.4%
Canada 9.694 2.6%
France 9.285 2.5%
Tabel 1. De grootste windlanden. Groeicijfers van 2014 Bron: Wikipedia 2019w

Wereldwijd stond in eind 2012 meer dan 282 GW vermogen aan windturbines opgesteld. Windenergie speelt een rol in Europa, Noord-Amerika en Azië (GWEC 2013w). De grootste groeimarkten zijn China, de VS, Duitsland en India. In Europa loopt Nederland bepaald niet voorop.

In sommige Europese landen wordt op grote schaal windenergie opgewekt. In Duitsland, de Europese koploper, stond eind 2012 meer dan 31 GW aan windturbines opgesteld, dat zijn 23 duizend turbines. Daarvan kwam 2415 MW in 2012 online. In 2012 werd 45 TWh en daarmee 7,3 procent van het elektriciteitsgebruik met wind opgewekt (GWEC 2013w).

Windenergie in Nederland

In Nederland (op land en in zee gezamenlijk) is het opgesteld vermogen rondom 2500 MW in 2012 (CBS 2013fw). Het Nederlandse windvermogen is in een klein aantal regio's geconcentreerd. Vijf gemeenten produceren ruim de helft van alle windstroom: Zeewolde, Wieringermeer, Dronten, Rotterdam en Lelystad. In de provincies Flevoland, Noord-Holland, Zuid-Holland en Friesland staan de meeste windmolens. Samen produceren ze bijna 85 procent van alle windstroom in Nederland.


Figuur 3. Opgesteld vermogen aan windenergie in Nederland tussen 2002 en 2012. Bron CBS 2013fw


Figuur 4. Productie windenergie in Nederland tussen 2002 en 2012. Bron CBS 2013fw


Windturbines als conversietechnologie voor windenergie

Een windturbine heeft twee of drie smalle, gestroomlijnde rotorbladen. Deze rotorbladen zitten vast aan de hoofdas of rotoras. In de gondel wordt de draaiende beweging van de as, door middel van tandwielen, versneld. De as drijft een generator aan; de werking daarvan is te vergelijken met een dynamo. Er bestaan tegenwoordig ook windmolens die werken zonder een versnelling met tandwielen. Deze turbines hebben een speciale grote generator, die al bij een laag toerental elektriciteit levert. Voordelen van het laatstgenoemde type windmolen zijn:
• dankzij de afwezigheid van het tandwielsysteem is minder onderhoud nodig
• er wordt 3 tot 5% meer elektriciteit geleverd.

Windmolens zijn volop in ontwikkeling en de nieuwste modellen kunnen per stuk al 6 MW aan elektriciteit opwekken.


Figuur 5. Lillgrund Wind Farm's wind turbines (bron: Wikimedia Commons)

De elektriciteitsproductie van een windturbine heeft een 3e-machtsrelatie met de windsnelheid, volgens:

Vermogen = $P = {1/2} A * ρ * v^3$
met
$P$ = het geleverde vermogen ($W$)
$A$ = oppervlakte turbine (m$^2$)
$ρ$ = dichtheid lucht (kg/m$^3$)
$v$ = windsnelheid (m/s)

Bronnen

CBS 2013fw,
GWEC 2013w,
CBS 2013fw, CBS, Windenergie; elektriciteitsproductie, capaciteit en windaanbod per maand, geraadpleegd 6 november 2013.
Wikipedia 2019w, Wikipedia, geraadpleegs 20 februari 2019

Laatste wijziging: 27-02-2019
Creative Commons-Licentie
Deze publicatie valt onder een Creative Commons licentie. Zie hiervoor het colofon.