Windenergie is altijd belangrijk geweest voor Nederland. In onze geschiedenis betekende de wind een onmisbaar hulpmiddel om ons over het water voort te bewegen. De machtige zeilvloten werden voortgestuwd door deze onuitputtelijke bron van energie. Wind werd ook gebruikt om land te winnen; een aanzienlijk deel van Noord- en Zuid-Holland is met behulp van windmolens drooggemalen om al het water weg te krijgen.
Het waait niet overal even hard op aarde. Boven open zee of uitgestrekte vlakten waait het harder dan boven stad of bos. Obstakels zoals bomen, huizen of gebouwen remmen de wind af, maar dit effect is minder merkbaar op grotere hoogte. Daarnaast hangt de hoeveelheid wind er ook vanaf. Nederland ligt wat wind betreft vrij gunstig. Windrijke ”stormen” ontstaan boven de Atlantische oceaan en de Noordzee en trekken via een zuidwestelijke stroming regelmatig over ons land. Bovendien zijn met name de kustprovincies erg vlak en open. Nederland blijkt bijzonder geschikt om energie in de vorm van elektriciteit op te wekken met windturbines.
Is dit een nadeel van windenergie?
Hoe werkt een windturbine?
Het belangrijkste onderdeel van een windturbine is het rotorblad, door de berekende vorm van het blad wordt de energie van de langsstromende lucht omgezet in een draaiende beweging. De rotorbladen zitten vast aan de hoofdas of naaf, waarvan de draaiende beweging wordt versneld in een tandwielkast. De sneldraaiende, uitgaande as van de tandwielkast drijft op zijn beurt een generator aan die elektriciteit opwekt -vergelijkbaar met de werking van een fietsdynamo. Assen, tandwielkast en generator zijn ondergebracht in de gondel bovenop de mast.Tegenwoordig worden er ook windturbines geproduceerd zonder tandwielkasten. Deze direct drive turbines hebben speciale vermogenselektronica en een grote ringgenerator, die bij het relatief lage toerental van de rotor elektriciteit met de gewenste netfrequentie levert. De windvaan op de gondel meet de windrichting. Zodra de windrichting verandert, zorgt een kruimotor ervoor dat de gondel weer recht op de wind wordt gericht.
De onderdelen van een windturbine
Grootte
De energieopbrengst neemt toe naarmate de rotordiameter toeneemt. Ook neemt de opbrengst toe naarmate de hoogte van de turbine toeneemt. "Hoge bomen vangen veel wind", luidt het gezegde en dat geldt ook voor windturbines. De grootte van een windturbine kan met behulp van verschillende kenmerkende afmetingen worden aangeduid. De rotordiameter is de middellijn van de cirkel die de uiteinden van de rotorbladen beschrijven. De ashoogte geeft de hoogte aan van de hoofdas ten opzichte van de grond. Ook het elektrisch generatorvermogen van de turbine wordt gebruikt om de grootte van de windturbine aan te duiden. De ontwikkeling is dat windturbines steeds groter worden. In 1988 was het vermogen van de gemiddelde windturbine nog zo'n 100 kilowatt met een rotordiameter van 20 meter en een ashoogte van 30 meter. Momenteel worden veel projecten gepland waarbij de turbine een vermogen heeft van rond de 1.500 kilowatt (= 1,5 megawatt). De bijbehorende rotordiameter is 60 tot 70 meter en de ashoogte kan oplopen tot wel 100 meter.
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 vlak, weids 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.
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.