Windenergie

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.

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.