Lesuitval, een mondkapjesplicht, onzekerheid over de eindexamens... Wij zijn benieuwd hoe jij met de coronacrisis omgaat en wat jij vindt van de maatregelen. Doe mee met ons corona-onderzoek! 😷🦠🏫 We zoeken nog extra jongens!

Doe mee


ADVERTENTIE
1500 euro winnen met je pws of sectorwerkstuk?

Check de online masterclasses van het Rijksmuseum waarin experts hun kennis en tips delen, zodat jij tot een goed onderwerp komt. En wist je dat je mee kunt doen aan de Rijksmuseum Junior Fellowship wedstrijd? Je maakt dan met jouw pws of sectorwerkstuk kans op 1500 euro en een traineeship!

Waarom windenergie?



Beschikbaarheid van elektriciteit vinden we vanzelfsprekend. We staan er niet vaak bij stil dat productie van elektriciteit uit aardgas of steenkool blijvende schade toebrengt aan ons leefmilieu. Bij de verbranding van deze brandstoffen komen schadelijke gassen vrij. Eén daarvan is het broeikasgas CO2 dat bij doorgroeiende uitstoot zelfs tot een verandering van ons klimaat kan leiden. Vrijkomende stikstofoxiden en zwaveloxiden veroorzaken zure regen. Ook zullen de brandstofvoorraden ooit opraken. Afhankelijkheid van deze bronnen maakt de energievoorziening kwetsbaar. Bij elektriciteitsopwekking met behulp van windturbines komen geen schadelijke gassen vrij. Het is schoon. En wind zal altijd blijven waaien; de energiebron is dus onuitputtelijk en duurzaam.



Windenergie



Wind is een energiebron die je steeds opnieuw kunt gebruiken. In tegenstelling tot steenkool of olie raakt deze energie nooit op, hoeveel we er ook van gebruiken. Sommige landen gebruiken nu al windenergie om elektriciteit op te wekken. Steeds meer mensen zullen windenergie gaan gebruiken, nu de geleerden steeds betere manieren bedenken om het te benutten. In de toekomst zal de wind een van de belangrijkste energiebronnen ter wereld zijn, omdat het veilig, goedkoop en schoon is.





De voor- en nadelen van windenergie



De voordelen van windenergie zijn:

- Het levert schone elektriciteit veroorzaakt geen uitstoot van schadelijke stoffen.

- Het is één van de goedkoopste vormen van duurzame energie en vervangt voor een deel de steeds schaarser wordende fossiele brandstoffen als aardolie en aardgas.



De nadelen van windenergie zijn:

- Windturbines zijn lelijk in het landschap het zijn grote lompe dingen

- Ze maken ook veel lawaai door het draaien van de wieken

- Er sterven ieder jaar 20.000 vogels in de wieken van de windturbines , maar in vergelijking met het verkeer valt het nog mee want in het verkeer komen ieder jaar zo’n 2 miljoen vogels om.



Opbrengst



De elektriciteitsopbrengst hangt sterk af van de hoeveelheid wind op een locatie. Langs de kust heerst een hogere windsnelheid dan in het binnenland. En in een vlakke, weide poldergebied waait het harder dan boven een dicht bos. Een klein verschil in de gemiddelde windsnelheid veroorzaakt een groot verschil in de opbrengst. Om te voorkomen dat windturbines elkaars opbrengst beïnvloeden moeten ze dan ook op een bepaalde minimale afstand van elkaar staan: gemiddeld zesmaal de rotordiameter. Toch is het zo dat op een locatie van een gegeven grootte, een klein aantal grote windturbines meer opbrengst geeft dan een groot aantal kleinere windturbines.

De elektriciteitsopbrengst hangt af van de grootte en het type van de turbine. Een grafiek die de opbrengst bepaalt is hierboven afgebeeld. Bij lage windsnelheden levert de turbine nog geen vermogen. Vanaf windkracht 2 (3 meter per seconde) begint de turbine te draaien en ongeveer bij windkracht 6 (12-13 meter per seconde) wordt het maximale vermogen van de turbine geleverd. Bij windsnelheden boven de 25 meter per seconde (windkracht 10) wordt de windturbine om overbelasting te voorkomen stilgezet. Op een goede locatie levert een gemiddelde turbine jaarlijks een elektriciteitsopbrengst van zeker 850 kilowattuur per vierkante meter rotoroppervlak.



Om te vergelijken: een gemiddeld huishouden verbruikt jaarlijks 3250 kilowattuur elektriciteit. Als rotoroppervlak en generatorvermogen goed op elkaar zijn afgestemd, dan kun je aannemen als vuistregel:

!!! Aantal huishoudens stroom = 0,6 à 0,7 maal het generatorvermogen in kilowatten.!!!

Dus een 750 kW windturbine is goed voor het verbruik van zo'n 500 huishoudens.



Kosten



Het prijskaartje van windenergie is erg afhankelijk van de locatie van de windturbines. Per locatie zijn het windaanbod en de kosten voor o.a. de aansluiting op het elektriciteitsnet verschillend.

De gemiddelde investering voor een windturbineproject bedraagt tussen de ƒ 2000,- en ƒ 2500,- per kilowatt geïnstalleerd vermogen. Behalve voor de windturbine zelf zijn bij de investering kosten gemoeid voor o.a. de planontwikkeling, het bouwrijp maken van de locatie, de fundatie en de netaansluiting.

Tijdens de exploitatie zijn o.a. kosten gemoeid met het gebruik van het elektriciteitsnet, onderhoud en verzekeringen.



Groencertificaten



Sinds 1 juli 2001 kunnen consumenten zelf kiezen bij welke leverancier ze hun groene elektriciteit kopen. Om hen de zekerheid te geven dat de elektriciteit daadwerkelijk duurzaam is opgewekt, is een systeem van groencertificaten geïntroduceerd.

Producenten van groene elektriciteit, zoals exploitanten van windenergie, kunnen hun productie aanmelden bij de door de overheid aangewezen uitgifte-instantie, de Groencertificatenbeheer. De GCB geeft groencertificaten uit: elektronische documenten die aangeven dat een bepaalde hoeveelheid elektriciteit duurzaam geproduceerd is.

De groenproducenten verkopen de groencertificaten aan stroomleveranciers, zoals energiebedrijven.



Vergunningen



Voor het plaatsen van windturbines is minimaal een bouwvergunning nodig;; afhankelijk van de omvang en aard van een gepland windenergieproject moet eerst een milieuvergunning worden aangevraagd. Gemeenten kunnen beide aanvragen tegelijk behandelen om tijd te besparen. Voor projecten kleiner dan 15 megawatt is, mits aan bepaalde voorwaarden wordt voldaan, geen milieuvergunning nodig. Die voorwaarden staan beschreven in het Besluit voorzieningen en installaties milieubeheer.

Bij windparken -groter dan 10 megawatt of meer dan tien turbines- geldt dat het bevoegd gezag (de overheid die met een ruimtelijk plan de plaatsing van de windturbines mogelijk maakt: gemeente of provincie) een beoordeling maakt of een milieueffectrapportage noodzakelijk is. In de eventueel uit te voeren m.e.r. worden voor- en nadelen van het windpark afgewogen tegen mogelijke alternatieven. De grens voor de m.e.r.-beoordelingsplicht zal door het ministerie van VROM worden opgetrokken naar 15 megawatt.

De gemeenten zijn door de wet en binnen beleidskaders van de provincie bevoegd een eigen beleid te voeren. Het beleid ten aanzien van het afgeven van vergunningen en de criteria die men daarvoor hanteert, verschillen dus per gemeente.

Naast de benodigde bouw- en (soms) milieuvergunning kan op veel plaatsen een 'verklaring van geen bezwaar' ontheffing of vergunning van andere (semi-)overheden of instanties nodig zijn. Zo is Rijkswaterstaat de toetsende instantie bij plaatsing langs snel- of waterwegen en het ministerie van Landbouw, Natuurbeheer en Visserij bij plaatsing in of bij natuurgebieden- voorzover provinciaal beleid dat toelaat. Vliegvelden, spoorlijnen en gebieden met gas- en pijpleidingen zijn voorbeelden van andere plaatsen waar mogelijk ontheffingen van de beherende instanties nodig zijn.



Geluid



Windturbines maken geluid. De rotor maakt een zoevend geluid en ook de generator en de tandwielkast kunnen hoorbaar zijn. Zorgvuldig ontworpen rotorbladen, een niet al te hoog toerental en een goede geluidsisolatie van tandwielkast en generator zorgen voor beperking van de geluidsemissie. Door voldoende afstand tot woonbebouwing of andere geluidsgevoelige plaatsen te bewaren wordt geluidshinder voorkomen.

Schaduw

Als de zon schijnt veroorzaakt een draaiende rotor bewegende schaduwen. Bij een lage winterzon kan dat hinderlijk zijn wanneer die zogeheten slagschaduw bijvoorbeeld door een raam naar binnen in een woonkamer valt. Een juiste oriëntatie van windturbines ten opzichte van woningen is voldoende om dit probleem te voorkomen. Als per jaar slechts een klein aantal uren hinder van de schaduw wordt ondervonden, dan kan de windturbine op die momenten worden stilgezet zonder al te veel opbrengstverlies.



Landschappelijke inpassing



Windturbines zijn elementen in het landschap. Voor de inpassing kan bijvoorbeeld worden verkozen turbines in een lijnopstelling langs een dijk of vaart te plaatsen. Er wordt dan rekening gehouden met de lijnen in het landschap. Uit draagvlakmetingen is gebleken dat clusteropstellingen eerder worden geaccepteerd indien omwonenden duidelijk is geworden dat daarmee een grote opbrengst wordt gegenereerd. Of een windturbineopstelling uiteindelijk wel of niet mooi gevonden wordt, blijft een kwestie van smaak. De absolute hoogte van een windturbine in het landschap blijkt overigens moeilijk te schatten. Belangrijker voor de aanblik is de verhouding van ashoogte en rotordiameter en ook het toerental van de rotor: grotere rotoren draaien langzamer en worden daardoor als rustiger ervaren.



Windenergie in het verleden



Als mensen vroeger een of ander karweitje moesten opknappen, dan deden ze het zelf of ze gebruikten een dier, bijvoorbeeld een os, om hen te helpen. Daarna, ongeveer 5000 jaar geleden, ontdekten ze dat ze een kleine boot konden laten voortbewegen door zeilen te maken van boomschors of dierenhuiden. De wind deed de zeilen bol staan en dreef de boot vooruit. Dat was veel gemakkelijker dan roeien en het idee werd al gauw door iedereen gebruikt. Door zeilschepen te gebruiken konden de mensen lange afstanden afleggen en deze mensen werden dan ook de eerste zeehandelaren ter wereld. Tegen het eind van de 18e eeuw waren er grote vloten met machtige zeilschepen, die klippers werden genoemd, voortgestuwd door passaatwinden vervoerden de klippers thee, koffie, suiker, specerijen, katoen en nog allerlei andere ladingen tot in alle uithoeken van de wereld. Dit belangrijke tijdperk van de zeilschepen eindigde met de uitvinding van de stoommachine en later de dieselmotor. Schepen met motoren waren sneller dan zeilschepen en hoefden geen rekening te houden met de altijd veranderlijke wind. Meer dan 2000 jaar geleden ontdekten de mensen dat de wind zowel op het land als op zee nuttig kon zijn. Voor zover we weten werden de eerste windmolens rond 200 voor Christus in Perzië gebruikt voor het malen van graan. De wieken werden van bundeltjes riet gemaakt en brachten een rechtopstaande paal aan het draaien die verbonden was met een maalsteen (=Een zwarte ronde steen die graan tot meel maalt door rond te draaien) In de jaren daarna werd een nieuw soort windmolen uitgevonden met wieken die ronddraaiden. Deze windmolen had wieken van stof die vastzaten aan een onderstel. De wieken werden aan de bovenkant van een stenen toren vastgemaakt. Er was één probleem met deze oude windmolens. Als de wind uit de verkeerde richting waaide, werkte de windmolen niet. Dit probleem werd opgelost door de uitvinding van de standerdmolen. Aan de buitenkant van standerdmolens bevond zich een lange houten disselboom, die de molenaar gebruikte om de hele windmolen te draaien als de wind van richting veranderde. Dat moet heel zwaar werk zijn geweest, maar het was een grote verbetering. Het werd gemakkelijker gemaakt om de wieken in de wind te draaien door de uitvinding van de torenmolen in ongeveer 1400. Torenmolens werden voor het eerst in Nederland gebruikt en verspreidden zich weldra over de rest van Europa. Dit type molen had een vaste toren, maar de wieken werden vastgemaakt aan een bovengedeelte dat naar de wind toegedraaid kon worden. Dat was veel eenvoudiger dan het draaien van de hele windmolen. In 1745 maakte Edmund Lee het leven van de molenaar nog makkelijker met zijn uitvinding van het waaiervormige zijmolentje. Dat was een miniatuurmolentje, dat dwars op de achterkant van de toren werd bevestigd. Als de wind van richting veranderde, werd het zijmolentje in werking gesteld, dat een aandrijfmechanisme aandreef waardoor het bovengedeelte van de molen draaide totdat de grote wieken weer in de wind stonden. Standerdmolens en torenmolens werden in veel landen gebouwd. Een aantal eeuwen lang vormde zij de belangrijkste bron van energie voor veel verschillende soorten werk, zoals het zagen van hout, het oppompen van water en het maken van papier. Nederland is bijvoorbeeld beroemd om zijn windmolens. Aan het eind van de 18e eeuw waren er 12000. Rond 1960 had Nederland minder dan 1000 windmolens die het nog deden.



Windenergie in onze tijd



Overal ter wereld geven mensen nu blijk van een hernieuwde belangstelling voor windenergie. In plaats van koren te malen, wekken de meeste moderne windkrachtinstallaties elektriciteit op. Windkrachtinstallaties die elektriciteit opwekken worden windturbines genoemd. Windturbines werden aan het eind van de vorige eeuw voor het eerst in Denemarken gebouwd. Ze werden gebruikt om elektriciteit te leveren op plaatsen die geen elektriciteit kregen van energiecentrales. Op een gegeven moment konden deze windturbines een kwart van alle elektriciteit leveren die door de Deense industrie wordt verbruikt.

Tijdens de twintiger en dertiger jaren hadden afgelegen boerderijen in Australië en de Verenigde Staten hun eigen door wind aangedreven generatoren. In de Verenigde Staten werden windturbines ook gebruikt om energie te leveren voor radioverbindingen tussen de afzonderlijke staten. De eerste grote, door wind aangedreven generator werd in 1947 in de Verenigde Staten gebouwd, op een plaats die Grandpa’s Knob heette. Toch duurde het bijna dertig jaar voordat windturbines als een echt alternatief voor fossiele brandstof werden beschouwd. Er zijn twee belangrijke soorten windturbine- die met een horizontale as en die met een verticale as. Installaties met een horizontale as hebben een turbine bovenop een grote toren gemonteerd. Terwijl de traditionele windmolen vier of meer wieken heeft, hebben windturbines er maar twee of drie. De wieken hebben een gebogen oppervlak, net als de vleugel van een vliegtuig. De turbine is verbonden met een generator. Als de generator draait produceert hij elektriciteit. De wieken van een turbine moeten licht genoeg zijn om gemakkelijk te kunnen draaien, maar sterk genoeg om tegen hevige stormen bestand te zijn. Hiervoor heeft men verschillende materialen uitgeprobeerd, waaronder hout, staal, glasvezel en koolstofvezel. Sommige installaties worden bestuurd door een computer, die de turbine in de wind gedraaid houdt. Turbines kunnen ook aangepast worden aan veranderingen in de windsnelheid, door de hoek van hun wieken ten opzichte van de wind te veranderen. Als de turbine te snel draait, kan hij breken, daarom zitten er automatische remmen op om de turbine bij hele harde wind tot stilstand te kunnen brengen. Windturbines met een verticale as lijken helemaal niet op de traditionele windmolen en er bestaan allerlei verschillende constructies. De Savonius-turbine werd uitgevonden door een Finse ingenieur. Hij bestaat uit twee helften van een cilinder, die tegenover elkaar gemonteerd zijn op een rechtopstaande mast. De Darrieus-turbine heeft metalen wieken van tin, die gebogen zijn en aan beide uiteinden vastzitten aan een rechtopstaande as. Andere constructies, zoals de gyromolen, veranderen van vorm door zich aan de windsnelheid aan te passen. Installaties met een verticale as hebben bepaalde voordelen ten opzichte van andere types: ze hebben een hoge toren nodig ter ondersteuning en ze werken in elke windrichting. Maar ze zijn weer niet zo doelmatiger als installaties met een horizontale as. Moderne turbines geven veel meer energie dan traditionele windmolens. De hoeveelheid elektriciteit die een turbine kan produceren, hangt af van de grootte van de wieken en de kracht van de wind. Als je de lengte van de wieken verdubbeld, wordt de elektriciteit die ze kunnen opwekken verviervoudigd. Kleine en middelgrote windturbines voorzien al veel elanden en afgelegen gebieden in de wereld van energie.



Windenergie in de toekomst



Windturbines zijn niet de enige manier waarop men tegenwoordig windenergie gebruikt. De moderne technologie probeert de windenergie op schepen opnieuw te gebruiken. Een Japans bedrijf heeft kortgeleden een groot vrachtschip (plaatje) ontwikkeld met grote zeilen van metaal. De stand van de zeilen wordt automatisch bestuurd door computers, om de wind zo optimaal mogelijk te gebruiken. Het schip heeft ook een motor, maar de zeilen kunnen de hoeveelheid brandstof die nodig is met eenzesde verminderen. Omdat de brandstoffen in de komende jaren steeds duurder worden, zullen steeds meer schepen door de wind worden voortgestuwd. Over de hele wereld produceren windturbines nu voldoende elektriciteit voor de energiebehoefte van een kwart miljoen mensen. De hoeveelheid energie die we van de wind krijgen neemt nog steeds toe Tegenwoordig staat Europa in het middelpunt van de aandacht wat betreft de windenergie. Veel landen in Europa zijn van plan om windmolenparken te bouwen. Allerlei verbeteringen aan de turbines hebben meer mensen in de wereld ertoe aangezet om ze te gaan gebruiken. Windenergie zal vermoedelijk energiebron van de eenentwintigste eeuw worden.


REACTIES

Er zijn nog geen reacties op dit verslag. Wees de eerste!

Log in om een reactie te plaatsen of maak een profiel aan.