211service.com
Een nieuwe draai aan drijvende windenergie
Windturbines die aan drijvende boeien zijn bevestigd, kunnen sterkere, meer aanhoudende winden in de open oceaan opvangen. Maar de drijvers die nu voor dergelijke diepwaterinstallaties worden gebruikt, kunnen onbetaalbaar blijken te zijn, omdat de boeien die nodig zijn om ze boven water te houden enorm zijn. Nu zet een project in Frankrijk het turbineontwerp op zijn kop voor wat ontwikkelaars hopen dat het een goedkoop alternatief zal zijn.
Betere balans: Windturbines met verticale as, zoals dit door Nenuphar ontwikkelde prototype op het droge land, zouden offshore wind zuiniger kunnen maken.
Het Franse olie- en gasbedrijf Technip en windenergie-startup Nenuphar hebben onlangs Vertiwind aangekondigd, een windturbine van twee megawatt die ze van plan zijn tegen eind 2013 in de Middellandse Zee te laten drijven. Het project maakt gebruik van een turbine met een hoofdrotoras die is ingesteld op verticaal, als een tol, in plaats van horizontaal, zoals bij een conventionele windturbine.
Het voordeel van het ontwerp met verticale as is dat het het zwaartepunt van de turbine verlaagt. Het ontwerp van Vertiwind is 100 meter hoog, maar plaatst de generator, die 50 ton weegt, in een afgesloten buis onder de roterende bladen van de turbine, 20 meter boven de zee. Dit maakt de turbine minder topzwaar, waardoor een aanzienlijk kleiner drijfsysteem mogelijk is, dat zich slechts negen meter onder het oppervlak van de oceaan zou uitstrekken.
Daarentegen zou een turbine met horizontale as met hetzelfde vermogen en bladen die ook 100 meter hoog worden, de generator 60 meter boven de zee moeten hebben. Een door Technip gebouwde boei voor een prototype van een 2,3 megawatt drijvend turbine met horizontale as, eigendom van het Noorse energiebedrijf Statoil, steekt 100 meter onder het oppervlak uit.
Met een verticale as bespaar je veel materiaal, zegt Stephane His, vice-president biobrandstoffen en duurzame energie bij Technip. Maar meer dan dat, u vereenvoudigt het proces van het installeren van de machine zelf.
Technip en Nenuphar zijn van plan om twee turbines met verticale as te bouwen met een vermogen van elk twee megawatt, een onshore en een offshore, voor een bedrag van $ 28 miljoen. Het cijfer is nog steeds aanzienlijk meer dan ondiepwaterturbines die op de zeebodem zijn bevestigd (die ongeveer $ 5 miljoen per megawatt kosten), maar veel minder dan de ongeveer $ 70 miljoen die is besteed aan de bouw van het prototype dat eigendom is van Statoil voor constructie, implementatie en lopend onderzoek.
Door een ontwerp met verticale as na te streven, gebruikt Vertiwind technologie die meer dan tien jaar geleden vrijwel werd verlaten voor windenergie op land. Ontwerpen met verticale as, die inherent laag bij de grond zijn, kunnen meestal niet concurreren met hogere horizontale windturbines die sterkere winden op grotere hoogten opvangen.
Dit zou offshore minder nadelig moeten zijn, aangezien de windsnelheid minder toeneemt met de hoogte boven open water dan over land, zegt Walter Musial, die leiding geeft aan offshore windenergieonderzoeksactiviteiten voor het Amerikaanse ministerie van Energie. Nationaal laboratorium voor hernieuwbare energie in Golden, Colorado.
Musial heeft echter twijfels over het ontwerp dat Vertiwind nastreeft. Er zijn maar weinig grootschalige turbines met verticale as gebouwd en ze hebben allemaal een gebogen bladontwerp dat aansluit op de hoofdas van de turbine aan de boven- en onderkant van het blad, waardoor de belasting op de structuur gelijkmatig wordt verdeeld, zegt Musial. Vertiwind zal echter een recht bladontwerp gebruiken dat alleen met de centrale as is verbonden door twee steunen of stutten nabij de onderkant van het blad.
Dat blad zal buigen als het draait vanwege de middelpuntvliedende kracht, en de verbindingen van die stutten dragen alle belasting, zegt Musial. Die verbindingen worden gehamerd - dat is het meest uitdagende technische aspect van dit ontwerp.
Nenuphar CEO Charles Smadja zegt dat hij er zeker van is dat het ontwerp de belasting aankan, gebaseerd op tests van een prototype van 35 kilowatt dat met hogere snelheden draait. Smadja geeft echter toe dat het opvoeren van een turbine van twee megawatt voor nieuwe uitdagingen zal zorgen. Wat je op kleine schaal goed kunt doen, kan op heel grote schaal moeilijk zijn, zegt hij.