Traditionele microwindturbines kennen in de praktijk een aantal serieuze problemen. De Windbelt - die je ook zelf kan bouwen - heeft die niet.
Commerciële microwindturbines leveren zo weinig elektriciteit op dat de terugverdientijd langer is dan de levensduur. Bovendien kost de productie van de machines soms meer energie dan er wordt opgewekt, wat kleine windmolens in veel gevallen niet alleen financieel maar ook ecologisch onaantrekkelijk maakt. Het fundamentele probleem is dat er veel minder wind en veel meer turbulentie is in een bebouwde omgeving.
Bovendien maken microwindturbines lawaai en veroorzaken ze trillingen. Ze vragen ook meer onderhoud dan zonnepanelen, raken sneller beschadigd (of beschadigen het dak) en ze zijn niet ongevaarlijk. Windmolens kunnen omvallen, in brand vliegen, wieken verliezen of ijs in het rond slingeren (zie bijvoorbeeld deze video). Die overlast en risico's zijn aanvaardbaar op dunner bevolkte plaatsen (een kerncentrale is nu ook niet bepaald zonder risico's), maar het installeren van duizenden kleine windmolens op daken in de stad zou geen al te best idee zijn.
Nieuw design
De jonge Amerikaanse uitvinder Shawn Frayne heeft een microwindturbine ontwikkeld die al deze nadelen niet heeft: de Windbelt. Het is de eerste windmolen die niet probeert om het concept van een grote turbine te verkleinen, maar uitgaat van een radicaal verschillend design. Het toestel bevat geen mechanisch bewegende onderdelen, maar maakt gebruik van vibratie: de uitvinder liet zich inspireren door de instorting van de Tacoma Narrows Bridge in Washington in 1940. Hoe het apparaat precies werkt, is te zien op de website van Popular Mechanics, dat de uitvinding lauwerde als een van de tien doorbraken van 2007. De uitvinder heeft ook een eigen website, waar je de bouwplannen kan downloaden (update februari 2010: de plannen zijn weg, blijkbaar in afwachting van nieuwere versies - in de linklijst onderaan het artikel vind je een aantal alternatieven).
Goedkoop en eenvoudig
Kleine prototypes van het windmembraam (een windmolen kan je het immers niet noemen) hebben 40 milliwatt energie opgeleverd bij een windkracht van 3 Beaufort, wat dit toestel volgens de bedenkers 10 tot 30 keer zo efficiënt zou maken als de beste microwindturbines. Die winst wordt behaald omdat er bij een traditionele windmolen veel energie verloren gaat door de wrijving van mechanisch bewegende onderdelen. Het apparaat kost bovendien maar een paar dollar en is ook eenvoudig zelf te maken en te herstellen (zie links hieronder). Frayne ontwikkelde de WindBelt tijdens een verblijf in Haïti, waar huizen vaak nog verlicht worden met ongezonde kerosinelampen.
Lawaai
Met de prototypes is het mogelijk een paar LED-lampjes of een radio te doen werken. Grotere versies van de Windbelt zijn mogelijk, maar dan duikt opnieuw het probleem van lawaaioverlast op (zoals de wind ook een muziekinstrument met snaren kan doen ‘zingen’). De andere nadelen van een microwindturbine blijven echter achterwege. Uiteraard blijft het potentieel ook dan erg beperkt, en moet dit soort lowtech energiecentrales samengaan met een (veel) zuiniger energieverbruik.
© Kris De Decker
|
|
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
Meer bouwplannen:
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
Je kan ook zelf een windturbine of een Windbelt bouwen. Dat maakt een kleine windmolen in elk geval veel goedkoper, zodat de lage opbrengst geen financiële kater meer als gevolg heeft. Als gebruik wordt gemaakt van bestaande materialen, wordt ook de ingebedde energie van de machine veel kleiner. Veiliger voor de omgeving wordt de windturbine daardoor echter niet (tenzij je voor de Windbelt of voor een miniatuur windmolen kiest) - in elkaar knutselen op eigen risico dus, en best even overleggen met de buurman.
Interessant en inspirerend zijn de lowtech windmolens van de Afriaan William Kamkwamba. Hij bouwde goed functionerende turbines uit afvalmateriaal (het artikel bevat ook een summiere schets van zijn machines). Ook in het artikel "Maak alles zelf: online handleidingen en instructies voor doe-het-zelvers" vind je links naar verschillende kwaliteitsvolle bouwplannen voor windturbines en windmolens (alsook veel andere doe-het-zelf projecten over duurzame energie).
Veel inspiratie kan er ook gehaald worden uit de bouw van klassieke windmolens. In het artikel "Geschiedenis en toekomst van de industriële windmolen" vind je gedetailleerde beschrijvingen van technieken voor het automatisch aanpassen van een windmolen aan de windrichting en de windsnelheid. Mechanismen zoals zelfzwichting en zelfkruiing worden er geïllustreerd en haarfijn uitgelegd. Het artikel bevat ook een lijst met referenties naar meer bronmateriaal. Een schaalmodel windmolen bouwen kan ook.
De Engelstalige website Instructables heeft verschillende bouwplannen voor kleine horizontale (verticale-as) windturbines. Sommigen daarvan zijn erg lowtech. Er is ook een stappenplan te vinden voor de bouw van de hierboven beschreven Windbelt. Een Amerikaanse astronoom publiceerde een gedetailleerde handleiding voor een veel ingewikkelder windturbine (eveneens in het Engels). Vela Creations heeft nog een Engelstalig bouwplan online staan.
Ook behoorlijk gedetailleerd is dit Nederlandstalig bouwplan voor een kleine windmolen. Een andere Nederlandstalige bron is deze 68 pagina's tellende werkmap (zware download), een al wat oudere uitgave (1982) van ODE. Er bestaan ook boeken over zelfbouw van windturbines. Een aanrader is "Windpower Workshop" van Hugh Piggott. Tot slot een filmpje over een doe-het-zelf windturbine, gemaakt uit sloopmateriaal.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bijna 40 kleine windturbines getest: veel geld voor weinig energie
Een persoonlijke windturbine op je dak of in de tuin: het is een aantrekkelijk idee, maar in praktijk werkt het - helaas - niet. Nog afgezien van bijkomende problemen zoals geluidsoverlast en gevaar (windmolens kunnen bijvoorbeeld wel eens een wiek verliezen), is de elektriciteitsopbrengst ervan bedroevend laag.
De terugverdientijd is daardoor veel langer dan de levensduur van de machines (zoals we eerder al berekenden voor de Energy Ball). Nog problematischer is dat de productie van persoonlijke windturbines vaak meer energie kost dan de machines gedurende hun levensduur opleveren. Ook gebeurt het dat kleine windmolens tijdens het gebruik meer elektriciteit verbruiken dan ze opleveren. De machines zijn dus niet alleen een slecht idee voor de portemonnee, ze schaden ook het milieu. Lees meer: Bijna 40 kleine windturbines getest: veel geld voor weinig energie.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
De microwindturbines van de toekomst?
Een Afrikaanse tiener slaagt waar tot nu toe elke westerse fabrikant is in gefaald: het bouwen van een microwindturbine die meer energie oplevert dan de productie ervan kost. Vrijwel gratis bovendien, want helemaal gemaakt uit schroot en andere afvalmaterialen. Lees meer: De microwindturbines van de toekomst?
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Geschiedenis (en toekomst) van de industriële windmolen
In de jaren dertig en veertig van de twintigste eeuw, decennia nadat de stoommachine windkracht overbodig had gemaakt, bleven Nederlandse onderzoekers koppig de toen al erg gesofistikeerde traditionele windmolen verder verbeteren. De resultaten waren spectaculair, en het leidt geen twijfel dat ze vandaag nog verder zouden kunnen worden verbeterd. Zou het zinvol zijn om de industriële windmolen nieuw leven in te blazen en opnieuw rechtstreeks kinetische energie om te zetten in mechanische energie? Lees meer: Geschiedenis (en toekomst) van de industriële windmolen.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Open source energieproductie: de Solar Fire P32
De kapitaalkosten van thermische zonnecentrales dalen snel als gevolg van een aantal recente innovaties gericht op het vereenvoudigen van de technologie. Het spectaculairste voorbeeld is de Solar Fire P32, een zonnecollector die in in 2010 werd ontwikkeld door de Franse NGO "The Solar Fire Project".
Het is een open source ontwerp - de plannen zijn gratis te downloaden en iedereen mag de machine nabouwen - maar de zonnecentrale is ook te koop voor 7.500 dollar - de prijs van een kleine windturbine. Lees meer: Open source energieproductie: de Solar Fire P32.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Windenergie kan slechts fractie van wereldwijde energieverbruik leveren
Er is geen gebrek aan ambitieuze plannen voor de grootschalige inzet van windturbines. In eerdere artikels hebben we daar al een aantal vraagtekens bij geplaatst.
Een van de problemen is dat windturbines en windparken wind "stelen" van elkaar, met het gevolg dat ze veel verder uit elkaar zouden moeten worden geplaatst dan in die grootse plannen het geval is. Volgens recente onderzoeken speelt dat probleem nog veel meer op globaal niveau.
De berekeningen betreffende het globale potentieel van windenergie zijn grondig fout, omdat ze geen rekening houden met het feit dat de energie die de eerste windturbine uit de lucht haalt, niet meer door de tweede windturbine kan worden gebruikt. Gebeurt dat wel, dan blijkt het potentieel van windenergie wereldwijd veel kleiner: hoogstens een kwart tot de helft van wat tot nu toe als haalbaar werd beschouwd. Maar zelfs die hoeveelheid energie kunnen we niet oogsten omdat we het klimaat grondig zouden verstoren. Lees meer: Windenergie kan slechts fractie van wereldwijde energieverbruik leveren--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Schaalmodellen van Hollandse industriële windmolens
De nederlandse website Penterbak heeft een dozijn schaalmodellen van industriële windmolens te kijk gezet. Lees meer: Schaalmodellen van windmolens
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Laatste reacties