tumblr_inline_n0zzogRR7H1syja5q

Vandaag was er alom opschudding over berichtgeving (van Telegraaf en nota bene BNR…) dat volgens dit rapport van het gerespecteerde Max Planck instituut windparken maar 20% zouden leveren van de veronderstelde opbrengst. Uiteraard klopt daar niets van.
Ten eerste omdat er al aardig wat windparken staan en het toch echt iemand opgevallen zou moeten zijn dat er bijna geen stroom uit komt (je kunt het in Denemarken zelfs per seconde volgen), ten tweede omdat de financiers van windparken voor alles keiharde garanties en bewezen technologie eisen, dus reken maar dat dit aspect goed onderzocht is.

Hoe zit het dan wel met dit rapport van Lee Miller?
Ik heb het niet gelezen, helaas geen tijd voor, maar van Hajo moest ik toch een blog schrijven, dus hierbij mijn bevindingen. Ik hoor graag of ik de planck misgeslagen heb van iemand die het rapport wel gelezen heeft…

Het sommetje
Ik heb alleen een tabel uit een supplement bekeken, en die in excel gezet.
Daaruit leid ik af dat Miller met behulp van ingewikkelde luchtstromingsberekeningen aan al dan niet turbulente wind berekend heeft hoeveel elektriciteit je maximaal met windmolens uit een vierkante meter kun persen, uitgaande van een lap grond van ongeveer heel Nederland (334x334km). Een oneindig groot windpark dus.
Dat levert een interessant wetenschappelijk stukje optimalisatie op. En inderdaad: als het bos windmolens te dicht wordt, daalt de opbrengst, meteen al relatief, maar uiteindelijk zelfs absoluut.

Om wat grip op de materie te krijgen heb ik de tabel zelf opnieuw berekend aan de hand van twee kolommen en dat levert iets andere cijfers op (in blauw), waarschijnlijk door afrondingen van Miller.
Daarin heb ik vervolgens het equivalent berekend van één turbine van 3MW, en het equivalent van het Gemini park, dus van 4MW naar 3MW turbines, en van 64 km2 naar 112203 km2. En daarbij dan de door Gemini opgegeven overdreven optimistische capaciteitsfactor van 48%, een realistische maximale cf van 42% (volgens Miller) en tot slot de op basis van Miller’s onderzoek ingeschatte cf van 14% wanneer dit een oneindig groot park zou zijn.

Tabel Miller Wolters

En inderdaad zie je dan een behoorlijke terugval van de opbrengst, van (realistisch) 1,26 MWe naar 0,42 MWe per turbine. Twee derde minder! Als we dus de hele Noordzee zo vol zetten als Gemini nu, dan houden we maar 1/3 van de opbrengst over.

Levert Gemini dan ook veel minder op dan verwacht?
Ik vermoed van niet. Zoals gezegd, er is veel ervaring op dit gebied, dus heeft men ongetwijfeld de afstand tussen de turbines geoptimaliseerd. Men houdt meestal vanwege de windafname 5x de rotor diameter als onderlinge afstand aan. Maar omdat er ook veel meer vermoeiing optreedt als ze te dicht bij elkaar staan, willen de ingenieurs ze sowieso zo ver mogelijk uit elkaar, en hoor je ook wel 6x de rotordiameter.

Gemini cr590

En als je dan naar Gemini kijkt, zal de achterste rij wel wat minder wind vangen dan de eerste drie.
Miller gaat uit van een oneindig groot park, dus waarbij alle turbines zo weinig wind krijgen als zeg de honderdste rij. Ik kan me heel goed voorstellen dat de windsnelheid dan echt substantieel gedaald is en op 1/3 uitkomt.
Maar hij zegt ook dat je pas na een kilometer of 5 echt de afname begint te voelen. De Gemini parken zijn ongeveer 4x8km, dus als de wind over het algemeen uit de goede hoek komt, valt het met die afname wel mee.

Hoekige windmolens
Waarbij nog een heel ander aspect om de hoek komt kijken: windturbines hebben een nogal hoekige karakteristiek.

output

Als het dus over het algemeen 15m/s waait zal de achterste rij ongeveer evenveel elektriciteit produceren als de eerste.
Als het vaak harder waait levert het hele park juist meer energie, omdat er minder turbines stilgezet hoeven te worden (de cut-out).
Is de windsnelheid over het algemeen 10m/sec, dan produceren de wat verder weg gelegen rijen juist helemaal niks meer.
Ook dit is volgens mij allemaal gesneden koek voor de park ontwerpers, dus worden de parken hierop ontworpen. Ook het ontwerp van de turbine is hierop aan te passen door voor een andere karakteristiek te kiezen.

Millers vondst?
Hoewel ik het rapport dus niet echt gelezen heb, viel me wel op dat er ergens een zinnetje stond dat volgens zijn berekeningen (bij erg grote parken dus) de verticale kinetische energie volledig  overheerste. Dat scheen een nieuwe bevinding te zijn. Daardoor zouden ongebruikelijk grote windparken minder energie kunnen leveren dan de modellen tot nu toe zouden berekenen.

Ik neem aan dat de windparkbouwers die nieuwe kennis meteen zullen toetsen en zo nodig in hun modellen zullen verwerken en daar het ontwerp van toekomstige parken op zullen aanpassen.

Kamp’s grote truc in gevaar?
Zoals bekend moet de off-shore windindustrie van minister Kamp een 40% kostprijsdaling realiseren. Dat is niet niks! Gelukkig (voor de wind-lobby!) heeft Kamp besloten om Tennet drie stopcontacten aan te laten leggen op zee, waar de exploitanten dan hun parken op kunnen aansluiten. Dat is natuurlijk veel efficiënter dan van elk park een peperdure leiding naar de kust te gaan leggen. Dat scheelt de exploitanten ruwweg ongeveer 33% in de kostprijs van hun windpark, dus was dat lekker kassa voor ze! En nu hoeven ze nog maar 7% goedkoper te worden, wat met de marges die ze maken zonder verdere ingrepen met een big smile wordt ingeleverd op de vette winsten.

De grote truc van Kamp is dat Tennet uiteraard die kosten gewoon via de toeslag op de elektriciteitsrekening op u gaat verhalen, dus die 40% reductie gaat u gewoon zelf betalen! Weer €50 per gezin per jaar extra naar de wind op zee!

Maar… als al die parken rond die stopcontacten moeten komen, hoeveel afstand kan er dan nog tussen die parken overblijven? Is de consequentie van Millers rapport niet dat daar dan toch lokaal de te oogsten energie richting de 1W/m2 gaat bewegen? En de opbrengsten richting de helft tot een derde terug gaan vallen?

Zo wordt het toch nog een uiterst interessant rapportje!

Print Friendly, PDF & Email