Windenergie

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 365.960 8.6%
VS 140.860 10.1%
Duitsland 66.290 22.3%
India 41.930 3.8%
Spain 29.31 21.7%
VK 28.760 24.6%
Brazilië 24.160 11.8%
Nederland 8.750 17.7%
Tabel 1. De grootste windlanden. Groeicijfers van 2022 Bron: Wikipedia 2022cw

Wereldwijd stond in eind 2012 meer dan 282 GW vermogen aan windturbines opgesteld. Eind 2022 was dit al gelijk aan 899 GW. Windenergie speelt een rol in Europa, Noord-Amerika en Azië. De grootste groeimarkten zijn China, de VS, Duitsland en India. In Europa loopt Nederland bepaald niet voorop. Duitsland, Spanje, het VK, Frankrijk, Zweden én Italië hebben weer geïnstalleerd vermogen. Wereldwijd staat Nederland op de 14e plek in 2022. In sommige Europese landen wordt op grote schaal windenergie opgewekt. In Duitsland, de Europese koploper, stond eind 2022 meer dan 66 GW aan windturbines opgesteld.

Windenergie in Nederland

In Nederland (op land en in zee gezamenlijk) is het opgesteld vermogen rondom 8800 MW in 2022 (CBS 2022aw). 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 2022. Bron CBS 2022aw


Figuur 4. Elektriciteitsproductie uit windenergie in Nederland tussen 2002 en 2022. Bron CBS 2022aw


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 2022aw, CBS, Windenergie, geraadpleegd 12 januari 2024
Wikipedia 2022cw, Wikipedia, geraadpleegs 12 januari 2024

Laatste wijziging: 11-12-2024
Creative Commons-Licentie
Deze publicatie valt onder een Creative Commons licentie. Zie hiervoor het colofon.