Aanmelden / registeren

Windenergie

Uit WikiMobi

Ga naar: navigatie, zoeken

Mobiliteit met behulp van windenergie is buitengewoon belangrijk geweest voor Nederland. De zeilschepen voeren vanuit Nederland de hele wereld over en hebben Nederland gemaakt tot een handelsnatie. Nog steeds verplaatsen mensen zich met behulp van zeilschepen, in Nederland betreft dat meestal pleziervaart.

Daarnaast is een groot deel van ons land blootgelegd met behulp van windenergie, de polders zijn met behulp van windmolens leeggepompt en ook voor de productie van graan, hout en andere producten werd windenergie gebruikt.

Als land aan zee profiteert Nederland nu ook weer van windenergie. Op land, maar met name ook op zee (offshore) kunnen grote windmolenparken voor een deel in onze energiebehoefte voorzien.

Windenergie is geen constante vorm van energie, op sommige dagen is er geen wind en dan moet de energie geleverd worden door andere bronnen. Tot dit probleem verholpen is door goede opslag of verbeterd transport van elektriciteit kan het aandeel van windenergie in Nederland niet al te groot worden. Nu moet een back-up systeem aangehouden worden dat snel kan bijschakelen als de wind gaat liggen. Op dit moment is het aandeel van windenergie in Nederland 5 tot 7 procent.

Inhoud

Definitie en algemene beschrijving

Figuur 1: Windsnelheden in Nederland op een hoogte van 100m. Bron: SenterNovem
Voorbeeld van een SkySail
Laddermolen van Dr. W. Ockels

Windenergie is het omzetten van de bewegingsenergie van de wind in een andere vorm van energie. Een windturbine zet bijvoorbeeld deze windenergie om in elektrische energie. Het gebruik van wind voor het malen van graan en het pompen van water werd vanaf ongeveer 500 jaar na Christus gedaan. Hiervoor werden verticaal gepositioneerde windmolens gebruikt, waarbij een grote steen vast zat aan een as, die door middel van een tandwiel aangedreven werd door de windmolen. Bron: Mediatheek Thinkquest.

Nederland leent zich geografisch goed voor het gebruik van windenergie. De gemiddelde windsnelheden in Nederland variëren van 5,5 m/s in het zuidoosten van het land tot 9,5 m/s in het noordwesten. In de figuur hiernaast wordt de gemiddelde windsnelheid op een hoogte van 100 meter weergegeven. Bron: SenterNovem

Een windturbine start met draaien bij een windsnelheid van ongeveer 3 m/s en draait maximaal bij een windkracht van 12-13 m/s. Als het harder waait dan 25 m/s worden de meeste windturbines afgeschakeld en indien mogelijk uit de wind gedraaid. Het aandeel windenergie in Nederland, het percentage dat voor huishoudens en industrie wordt gebruikt, bedraagt ongeveer 5 tot 7 procent.

Andere manieren voor het gebruik van windenergie: Naast het gebruik van windmolens kan wind ook direct gebruikt worden voor mobiliteit. Een voorbeeld is SkySails, waarbij een vlieger geïnstalleerd op (vracht)schepen kan zorgen voor een brandstofbesparing van 10 tot 35%.

The media player is loading...

Een ander voorbeeld is de laddermolen ontwikkeld door prof. Dr. Wubbo Ockels. Deze molen bestaat uit een roterende lus van vliegers die op een hoogte van wel 10 kilometer wordt gebracht en daar wind vangt. De wind op deze hoogte bevat veel meer energie dan op zeeniveau. Bron: TU Delft

Een derde voorbeeld is de windbelt, waarbij een strak gespannen lint aan de uiteinden strak worden gehouden door magneten omwonden met koperdraad. De wind laat lint vibreren (aero-elastische golfbeweging), waardoor ook de magneten snel heen en weer bewegen tussen het koperdraad. Hierdoor wordt elektriciteit opgewekt. Bron: Windbelt

Meer informatie over: Factsheet ECN Windenergie

Grondstoffen en leefomgeving

Gebruik grondstoffen

Het grote voordeel van windenergie is dat de grondstof, wind, niet op raakt, zoals fossiele brandstoffen. Aan de andere kant is wind erg onvoorspelbaar en niet constant. Dit kan belastend zijn voor de installaties die het verschil moeten opvangen. In Nederland bijvoorbeeld, zijn de maanden juli en augustus vaak vrij windstil, en kan de wind altijd van het ene op het andere moment wegvallen. Een ander nadeel van windenergie is dat het nog niet goed mogelijk is om de opgewekte energie op te slaan. Er wordt nu intussen wel gewerkt aan een netwerk van oplaadpunten waar elektrische auto’s kunnen ‘tanken’. De accu’s van deze auto’s zorgen naast extra opslagcapaciteit voor onder andere windenergie, ook voor extra voeding voor het elektriciteitsnet wanneer dat nodig is. Mobile Smart Grid is een voorbeeld van zo’n netwerk.

Een andere oplossing voor de constante vraag en niet constante productie van deze manier (windenergie) van elektriciteitsproductie, is het HVDC transmissie systeem. Een High Voltage Direct Current (HVDC) transmissie systeem stemt de elektriciteitsproductie en de vraag naar elektriciteit (op grote afstand van elkaar, bijv. binnen Europa) op elkaar af. Op deze manier wordt er een goed internationaal systeem gecreëerd voor de productie en afname van regionale elektriciteitproductie en hierdoor zal vanzelf een stimulans ontstaan voor de productie van elektriciteit uit wind (en thermiek in het algemeen). Zo’n systeem is realiseerbaar, zelfs met de huidige techniek. De kosten voor elektriciteit hoeven niet boven de huidige kostprijs te liggen; de kosten voor het creëren van het systeem zelf zou verdeeld kunnen worden (naar het eigen bruto binnenlands product) over de landen die er onderdeel van uit gaan maken. Onderzoek wijst uit dat het realiseren van zo’n compleet hernieuwbaar elektriciteitssysteem niet zozeer een technisch of economisch probleem is, maar afhangt van politieke besluiten. Bron AKE

Nederland heeft sinds 2008 al een soortgelijke samenwerking met Noorwegen. Tussen Eemshaven, Groningen en Feda, Noorwegen ligt een kabel waardoor de landen elkaar aanvullen in de opwekking en het gebruik van stroom. Door deze kabel gaat gelijkstroom, die wordt omgezet in wisselstroom in Eemshaven. Bron: Trouw

[Draag bij aan het uitwerken van dit onderwerp, deze tekst graag aanvullen met informatie over: Concurrentie met andere toepassingen.]

Emissies

Het gebruik van de wind als energiebron is niet belastend voor het milieu, er komen bijvoorbeeld geen broeikasgassen vrij (productieprocessen voor de technieken en producten zelf buiten beschouwing gelaten).

Omgevingsbelasting


[Draag bij aan het uitwerken van dit onderwerp, deze tekst graag aanvullen met informatie over:Belasting voor ecosystemen bijgebruik windenergie.]

Toekomst

In Nederland staat momenteel, op en land en in zee samen, 2.221 MW aan opgesteld vermogen. Hiermee wordt gemiddeld 5.209 GWh aan elektriciteit geproduceerd. November 2009 was voor de productie uit windmolens in Nederland een recordmaand. De windmolens produceerden 6.860 GWh, wat overeenkomt met ongeveer 7 procent van het elektriciteitsverbruik in dezelfde maand; normaal ligt het windaandeel rond de 4,5%.

Wind op land: Nederland heeft als doelstelling 4.000 MW windenergie in 2012 (gebouwd of vergund). Na 2012 zal windenergie op land nog verder doorgroeien naar minstens 6.000 MW. Dit wordt onder andere bereikt door oudere, kleinere (met minder vermogen) windturbines te vervangen door nieuwe en efficiëntere turbines

Wind op zee: Voor de langere termijn (2020 tot 2030) moet het opgestelde vermogen op het Nederlands deel van de Noordzee groeien naar 6.000 MW in 2020 tot 10.000 MW in 2030. Als Nederland in 2050 een duurzame energiehuishouding heeft, staat volgens schattingen 20.000 MW aan opgesteld windvermogen op zee.

Streefcijfers van het Platform Duurzame Elektriciteitsvoorziening voor 2020. In de tweede kolom staat hoe het regeerrecord ingevuld zou moeten worden volgens het platform. De geschatte potenties, los van het regeerakkoord, staan in de derde kolom. In de laatste kolom staat de van het platform gesommeerde ambitie.

Ambitie Platform Duurzame Elektriciteitsvoorziening.jpg


Verder kunnen we in de toekomst meer alternatieve technologieën verwachten op het gebied van energieopwekking door middel van windenergie. Ook zijn er verscheidene verbeteringen van de bestaande technologieën denkbaar (bijv. windturbines). Waar een oplossing voor bedacht moet worden in de nabije toekomst is het verkoopverkeer binnen Europa. Denemarken bijvoorbeeld heeft veel windmolenparken staan en op piekuren verkoopt zij haar stroom aan het buitenland. Het komt voor dat zij tijdens dagen van weinig wind elektriciteit terug moet kopen, tegen een veel hogere prijs.

[Draag bij aan het uitwerken van dit onderwerp, deze tekst graag aanvullen met informatieover: mogelijkheden van gelijk- en wisselspanning in Europa.]

Politiek, sociaal en economische factoren

Politieke en sociale factoren

Politieke factoren: Scheidend minister van Economische Zaken Maria van der Hoeven wilde een nieuwe wet invoeren welke voorrang zou verlenen aan duurzame energie op het net. Zo zou de toegang van groene stroom altijd gewaarborgd zijn. En hoewel veel producenten van duurzame energie uitkeken naar de invoering hiervan, heeft zij dit voorstel op de valreep ingetrokken. Met de invoering van de wet zouden particulieren met kleine installaties groene stroom kunnen opwekken en afgeven aan het net. Het voordeel van het systeem is dat toetreders niet langer hoeven te wachten op een aansluiting en daarom eerder toegang tot de markt krijgen. Niet alleen worden op deze manier producenten van grijze stroom gedwongen te investeren in groene stroom, maar ook zou door de groeiende concurrentie, de prijs voor de eindverbruiker dalen.

De Raad van State waarbij Van der Hoeven advies had ingewonnen, na vragen van de VVD of het wel binnen de Europese wetgeving zou passen, vond de gebruikte argumenten “onvoldoende steekhoudend”. Naar aanleiding van deze uitspraak, heeft Van der Hoeven de voorrangsregeling geschrapt. Bron: Duurzame Energie Thuis

Sociale factoren: Windturbines zijn vaak groot, nemen veel ruimte in en zijn niet echt mooi om te zien. Het installeren van windturbines brengen vaak het NIMBY probleem met zich mee. NIMBY staat voor ‘Not In My BackYard’; men wil wel graag windenergie gebruiken maar niemand wil dat zijn of haar uitzicht belemmerd wordt door een windmolen.

Uit het rapport De regelbaarheid van elektriciteitscentrales komt naar voren dat regelbaarheid van centrales momenteel fysieke beperkingen en hogere kosten en milieubelasting met zich meebrengt. Toch zou met verspreiding van de regelbare eenheden (er zijn meer centrales beschikbaar als de afroeptijd langer is), het beter en sneller voorspellen van wind en windstille gebieden en door last minute correcties met snellere regelbare centrales, een oplossing kunnen bestaan. Verder onderzoek is hier gewenst.

Bart Ummels is in 2009 gepromoveerd op het onderzoek naar de inpassing van 12000 MW variërend windvermogen in het Nederlandse net. Hij toonde aan dat opslag van elektriciteit technisch niet nodig is en economisch niet rendabel. Verder dat de rendementsverliezen van het regelen niet of nauwelijks hoger worden door het opnemen van windenergie. Fossiele opwekkers zijn altijd al gewend de dagelijkse vraag te volgen. Aangezien de hoeveelheid windvermogen over het algemeen langzamer varieert dan de dagelijkse vraag, is het verklaarbaar dat windenergie geen extra rendementsverliezen oplevert. Spanje laat in real time zien hoe het werkt: Demanda. Die website geeft een realistischer beeld dan het plaatje van AgentschapNL

Opgave voor balanshandhaving voor windenergie van 1 dag. Bron: AgentschapNL


Economische factoren

Kosten: De kosten voor windenergie op land liggen rond de 4,1 tot 8,4 cent per kWh en die voor wind op zee rond de 8,6 tot 11,2 cent per kWh. Bron: ECN

Stimuleringsregelingen: De productie van windenergie wordt gestimuleerd met de Stimuleringsregeling Duurzame Energie (SDE). De regeling is beschikbaar voor zowel wind op land als wind op zee. De subsidie is bedoeld om de onrendabele top van de exploitatie te vergoeden. Voor windenergie wordt de subsidie voor een periode van vijftien jaar verstrekt. Het te ontvangen bedrag per kWh wordt jaarlijks bekend gemaakt. Dit bedrag is afhankelijk van de gemiddelde elektriciteitsprijs op de grijze markt. Hoe hoger de gemiddelde elektriciteitsprijs, hoe kleiner de onrendabele top zal zijn. Hier wordt de subsidie jaarlijks op afgestemd. Daarnaast is het maximale aantal vollasturen (eenheid die aangeeft hoeveel stroom er wordt geproduceerd door de installatie) waarover subsidie verstrekt wordt 1760 uur per jaar. Het totale SDE-budget voor 2009 voor Wind op land is 1.512 miljoen euro. Dit is voldoende voor de honorering van ongeveer 830 MW aan projecten. Het budget voor 2010 is nog niet bekend. Bron: AgentschapNL

Kengetallen

Cijfers windenergie op land. Bron: Windenergie


Netto toename vermogen per jaar. Bron: kpn


AWindservice Holland.jpg


Ontwikkeling aandeel windenergie in landelijke elektriciteitsvoorziening in %


Klimaatverandering

Het gebruik van de wind als energiebron is niet belastend voor het milieu. Bijvoorbeeld, er komen geen broeikasgassen vrij (productieprocessen voor de technieken en producten zelf buiten beschouwing gelaten).

Leefomgeving

Grote windmolenparken hebben zeker tijdens de bouw een negatief effect op de leefomgeving. Het gebruik van windenergie op zich heeft geen negatief effect op de leefomgeving.

Kosten

De kosten voor windenergie op land liggen rond de 4,1 tot 8,4 cent per kWh en die voor wind op zee rond de 8,6 tot 11,2 cent per kWh. Ter vergelijking fossiel 4 tot 7 cent, maar daar zijn dan de kosten tgv CO2 uitstoot en veroorzaakte klimaatverandering niet bij inbegrepen.

Wind op zee is extra duur doordat EZ vooralsnog weigert een stopcontact op zee te bouwen. Daardoor moeten exploitanten van windparken op zee, de aanzienlijke kosten voor de kabel in de stroomprijs verrekenen. Windparken op het land en fossiele centrales worden gratis aangesloten. Deze infrastructuur kosten worden betaalt uit het capactiteitstarief, dat vooral door consumenten wordt opgebracht.

Tijd

Het vermogen op land kan doorgroeien naar minstens 6.000 MW. Doelstellingen voor het vermogen op zee zijn: 6.000 MW in 2020, 10.000 MW in 2030 en volgens schattingen 20.000 MW in 2050. Doordat windenergie geen constante bron van energie is, zullen er oplossingen gevonden moeten worden voor de opslag van energie.

Hernieuwbaarheid

De wind wordt niet opgebruikt voor het opwekken van energie en kan als bron dus eindeloos mee.

Toelichting

De emissies van windenergie zijn laag (bouw windmolens) en windenergie raakt nooit op. Windenergie zal in de toekomst een grote rol spelen. Wel zal men oplossingen moeten vinden voor de opslag van energie.

Extra informatie en interessante ontwikkelingen

Windenergie is ook toe te passen op kleine schaal en in de stad. De technologie die daarvoor gebruikt wordt is anders dan die voor de grote windmolenparken gebruikt wordt.

Meer informatie over: Kleinschalige windenergie

Blackbird: De vraag of een voertuig sneller kan voortbewegen dan de snelheid van de wind die het voertuig voortstuwt heeft lange tijd veel emoties losgemaakt onder wetenschappers en experts. Men ging ervan uit dat dit per definitie onmogelijk was als het voertuig voor de wind zou rijden. In juli 2010 heeft het team van de Blackbird aangetoond dat dit mogelijk is als de propeller op het voertuig wordt aangedreven door de wielen van het voertuig. Dat klinkt als een perpetuum mobile maar is wezenlijk anders omdat alleen de tegenwind, die door de snelheid groter dan de windsnelheid ontstaat, overwonnen hoeft te worden. Lees voor een uitgebreide uitleg van dit principe het artikel op www.wired .com en bekijk de onderstaande film.

The media player is loading...

Elektrostatische windenergie converter: Een nieuwe interessante ontwikkeling is windenergie te combineren met elektrostatische principes om zo elektrische energie op te wekken. Water wordt verneveld en deze druppeltjes worden opgeladen door een generator. De ‘geladen’ nevel wordt door de wind door het elektrisch veld van de ‘wind converter’ geblazen waar ze worden afgeremd en zo hun elektrische energie afgeven. De voordelen zijn dat het systeem vrij geruisloos is, het geen draaiende onderdelen heeft (minder onderhoud) en er lagere investeringen nodig zijn.

Vanwege het geringe vermogen en rendement van de installatie, is het systeem alleen bruikbaar voor kleinschalige projecten. Tevens kost het nu nog te veel energie om het water dat nodig is voor de verneveling naar de gewenste hoogte transporteren. Bron: EWICON II

Links

Rapporten

Organisaties en bedrijven

Overige links

Overgenomen van "http://wikimobi.nl/wiki/index.php?title=Windenergie&oldid=8269"
Powered by MediaWiki
  • Deze pagina is het laatst bewerkt op 11 jul 2011 om 09:11.
  • Deze pagina is 6.583 keer bekeken.
  • Privacybeleid
  • Voorbehoud