wind power

Wind power is the conversion of wind energy into a useful form of energy, such as using wind turbines to produce electrical power, windmills for mechanical power, windpumps for water pumping or drainage, or sails to propel ships.
Large wind farms consist of hundreds of individual wind turbines which are connected to theelectric power transmission network. For new constructions, onshore wind is an inexpensive source of electricity, competitive with or in many places cheaper than fossil fuel plants. Offshore wind is steadier and stronger than on land, and offshore farms have less visual impact, but construction and maintenance costs are considerably higher. Small onshore wind farms can feed some energy into the grid or provide electricity to isolated off-grid locations.
Wind power, as an alternative to fossil fuels, is plentiful, renewable, widely distributed, clean, produces no greenhouse gas emissions during operation and uses little land. The effects on the environment are generally less problematic than those from other power sources. As of 2011,Denmark is generating more than a quarter of its electricity from wind and 83 countries around the world are using wind power to supply the electricity grid. In 2010 wind energy production was over 2.5% of total worldwide electricity usage, and growing rapidly at more than 25% per annum.
Wind power is very consistent from year to year but has significant variation over shorter time scales. As the proportion of windpower in a region increases, a need to upgrade the grid, and a lowered ability to supplant conventional production can occur.
Power management techniques such as having excess capacity storage, geographically distributed turbines, dispatchable backing sources, storage such as pumped-storage hydroelectricity, exporting and importing power to neighboring areas or reducing demand when wind production is low, can greatly mitigate these problems. In addition, weather forecasting permits the electricity network to be readied for the predictable variations in production that occur. Wind power can be considered a topic inapplied eolics. (wikipedia, 2014)

Windenergie is energie die gewonnen wordt door de bewegingsenergie van lucht (wind) om te zetten in een bruikbare vorm, bijvoorbeeld in elektriciteit.
Windmolens en windturbines[bewerken]
Vroeger werd windenergie met windmolens direct omgezet in mechanische arbeid, bijvoorbeeld om graan te vermalen tot meel of om water te verpompen. Tegenwoordig wordt het woord windenergie vooral gebruikt voor de elektrische energie die met een windturbine uit de wind gewonnen wordt. Sommige producenten van windturbines spreken ook wel over windenergieconvertoren.

Geschiedenis
Opwekking van mechanische energie
Windenergie heeft via de zeilvaart een belangrijke bijdrage aan transport gegeven, maar zeilschepen worden tegenwoordig voornamelijk nog gebruikt voor de pleziervaart. De eerst beschreven windmolen was die van Heron van Alexandrië in de 1e eeuw. In zijn beschrijving maakte hij gebruik van een door wind aangedreven wiel om lucht door een orgel te blazen. Uit andere bronnen is te halen dat er in het 4e-eeuwse China en Tibet al een type gebedsmolen voorkwam dat door wind werd aangedreven.
Waarschijnlijk is het dat sinds de 12e eeuw het gebruik van de windmolen in West-Europa opgang maakte. De oudste nog bestaande molen van de Lage Landen dateert uit 1183 en werd gebouwd in het graafschap Vlaanderen te Wormhout. Belangrijke toepassingen van windmolens waren het malen van graan, het pompen van water en ook het zagen van hout. Het gebruik van windenergie heeft in Nederland een grote vlucht genomen met de inpoldering en de droogmakerijen in de 17e eeuw. Dankzij het werk van deze windmolens kreeg Nederland zijn huidige aanzien.


Met de uitvinding van de stoommachine in de 19e eeuw had men een krachtig en betrouwbaar hulpmiddel dat kon worden ingezet zonder afhankelijk te zijn van de wispelturigheid van de wind. Daardoor verdwenen windmolens langzamerhand uit het landschap. Alleen voor kleinschalige toepassingen bleef het gebruik van windenergie tot ver in de 20e eeuw gehandhaafd, uit Amerika kwam de windmotoren uit Piershil het Bosman-molentje. Deze laatste molenpomp, ook bekend als opbrengertje, was lang beeldbepalend in de Nederlandse polders.
Opwekking van elektriciteit[bewerken]
Met de ontwikkeling van de elektriciteit in de negentiende eeuw werden ook pogingen ondernomen om elektriciteit te winnen met behulp van windenergie. Door de hoge investeringskosten was elektriciteitsproductie door windenergie alleen op kleine schaal economisch in gebieden waar nog niet was geïnvesteerd in infrastructuur van elektriciteitstoelevering. Ulrich Hütter bouwde, in 1957 in Duitsland, een 100 kW horizontaleaswindturbine met aerodynamisch gevormde glasfiber vleugels met hoekverstelling (zie Windturbine-aerodynamica), het oermodel van de moderne windturbine[4]. De jaren 60 en 70 van de twintigste eeuw kenmerkten zich door veel kleine particuliere initiatieven. Eenvoudige windmolens met generatoren van enkele kW tot enkele tientallen kW verrezen in polders op plaatsen waar behoefte was aan elektriciteit. Dankzij subsidiëring waren sommige experimenten zelfs rendabel. Pas na het doemscenario van de Club van Rome en de oliecrisis van 1973 begon het besef te groeien dat fossiele energie eindig is en dat te zijner tijd alternatieven zullen moeten worden gebruikt. De overheid stelde subsidies ter beschikking en er werd geëxperimenteerd met alternatieve bronnen van energie. In Tvind, Denemarken, verrees in 1977 de eerste Europese megawatt windturbine. Nieuwe verticaleaswindturbines als de Darrieus- en de Savoniusrotor werden onderzocht. Maar al snel werd ontdekt dat het niet makkelijk was om de gewonnen energie in het net te voeden.
Verschillende landen startten projecten om op grotere schaal elektriciteit te winnen. In 2003 was het vermogen mondiaal opgelopen naar 31 GW, tegen 2 GW twaalf jaar daarvoor.
Opgewekte hoeveelheid elektrische energie[bewerken]
De opbrengst van een windturbine hangt af van het type, de windsnelheid, het nominaal vermogen van de windmolen (bepaald door de generator), de tijd die een windmolen kan draaien en het rendement van de omzetting van windenergie naar elektriciteit door de windmolen. De totale hoeveelheid beschikbare wind op jaarbasis wordt uitgedrukt door een indexcijfer die de wind in dat jaar aangeeft ten opzichte van 'normale' jaren, deze index heet de Windex. (wikipedia,2014)

De windsnelheid wordt bepaald door:
- de plaats van de windmolen: aan de kust en vooral boven open zee waait het meestal harder dan diep landinwaarts;
- de hoogte van de turbine: op grotere hoogte waait het doorgaans harder, maar landinwaarts is de windsnelheid overdag onder ongeveer 90 meter gemiddeld hoger dan daarboven.
- de tijd van de dag: boven land waait het overdag tot een hoogte van ongeveer 90 meter gemiddeld harder dan 's nachts;
- het seizoen: in de winter waait het gemiddeld harder dan in de zomer.
Een windmolen gaat draaien vanaf windkracht 2-3 en wordt stilgezet boven windkracht 10 tot 12(afhankelijk van het type) om overbelasting te voorkomen.

Een standaard windmolen met 2 of 3 wieken, met een diameter van 40 m en een masthoogte van 50 m, kan bij een optimale windsnelheid (windkracht 6) 500 - 750 KW (KiloWatt) leveren. Een grotere windmolen met een rotordiameter van 60 m en een masthoogte van 70 m kan een vermogen hebben van 1 tot 1,5 MW (MegaWatt). Bij zeer grote rotordiameters neemt de efficiëntie niet af, maar wordt de windmolen ontworpen voor een lager toerental. De snelheid van de uiteinden van de wieken moet hooguit ongeveer 75 m/s worden, omdat daarboven geluid een probleem wordt. In de periode 1980 - 2008 is de "standaard" windmolen steeds groter geworden. Als "meest verkocht model" als standaard wordt gehanteerd, dan is dat anno 2008 een windmolen met een masthoogte van 70 tot 108 m en een generator vermogen van 2 tot 3 MW. Types met een generator vermogen tot 6,15MW (6M van REpower) en tot 7,58 MW [10] (E-126 van Enercon) worden al als serieproduct getest. De rotor diameter van een windmolen hangt af van het generator vermogen. de masthoogte en het windregime ter plaatse. Aan de kust waait het op 100 m wat harder dan in het binnenland. Daardoor hebben windmolens verder weg van de kust een hogere mast en of langere wieken.

In Nederland worden in de westelijke en noordelijke kustgebieden vermogens gerealiseerd van 800 -1200 kWh/jaar per m² rotoroppervlak. Meer landinwaarts is de opbrengst lager: 500 - 800 kWh/jaar per m². Dit gemiddelde vermogen per m² zal naar verwachting door technische ontwikkelingen nauwelijks nog toenemen. In de afgelopen jaren is het vermogen van windmolens wel blijven toenemen omdat het rotoroppervlak steeds groter werd. Anno 2007 heeft de standaard windmolen een vermogen van 3MW en komen fabrikanten met nieuwe modellen van 5 tot 7MW.

In 2004 was volgens het CBS het totaal geïnstalleerd vermogen in alle centrales circa 21,5 Gigawatt. Duurzame energie droeg in 2004 voor 1,8% bij aan de totale energievoorziening in Nederland. De doelstelling van de overheid is dat 10% van alle verbruikte elektriciteit in Nederland in het jaar 2020 duurzaam opgewekt moet zijn. Als tussendoelstelling geldt 5% in 2010.

Onderlinge afstand en grootte.Windturbines moeten op een bepaalde minimale afstand van elkaar staan. Een vuistregel voor de onderlinge afstand is vijf keer de diameter van de rotor. Een kleinere onderlinge afstand heeft tot gevolg dat de turbines niet optimaal profiteren van de wind: ze staan dan bij sommige windrichtingen in elkaars luwte.
Grotere windmolens moeten verder uit elkaar staan, maar een park met grotere molens is toch efficiënter omdat deze wind op grotere hoogte kunnen benutten. In de praktijk blijken parken met grote molens ook economisch efficiënter. Parken met veel molens kunnen bovendien bepaalde schaalvoordelen bieden, zodat grote parken met grote molens het meest voordelig uitpakken.(bron Wikipedia

YouTube-video


YouTube-video


YouTube-video


YouTube-video


YouTube-video


Comments