Foto: Cobouw.

Een bijdrage van Hugo Matthijssen.

Op 18 maart 2018 heeft het KNMI een nieuwsbericht uitgebracht met de volgende kop:

Kwetsbaarheid van groene stroom

Laten we eens naar de inhoud kijken omdat aangegeven wordt dat er een klimaatverandering in de maak is waarop CO2 weinig tot geen invloed heeft.

Het klimaat in onze omgeving (Noord- Europa) is afhankelijk van de Noord-Atlantische oceaanstromingen die veranderen onder invloed van de NAO, de Noord-Atlantische oscillatie.

Een paar stukjes uit de tekst:

Onderzoekers van het KNMI hebben gekeken naar lange koude perioden met windstil weer over een groot deel van noordwest Europa, inclusief de Noordzee waar een groot deel van de capaciteit voor windenergie staat. Dit weertype hangt samen met de zogenoemde Noord Atlantische Oscillatie (NAO). Deze NAO kent een positieve en een negatieve fase. In het algemeen zal voor noordwest Europa een positieve NAO zachte en natte winters met veel wind geven, terwijl een negatieve NAO minder onstuimig zal zijn en vooral koud en droog weer geeft. De weersystemen die samenhangen met de NAO zijn groot: vrijwel geheel Europa ‘voelt’ de effecten van de NAO.

De ruimtelijke uitgebreidheid van de NAO heeft als consequentie dat tegenvallende windenergie opbrengsten in het Nederlandse deel van de Noordzee niet gecompenseerd kunnen worden met opbrengsten uit buurlanden: met een negatieve NAO hebben zij immers ook te kampen met een gebrek aan wind.

Zie hier.

Het is een duidelijke waarschuwing. De omslag van een positieve NAO naar een negatieve betekent veel meer rustig weer met minder wind in een groot deel van Noord Europa, wat direct consequenties heeft voor de productie van windenergie.

Maar hoe zit het nu zijn er ook waarnemingen waaruit blijkt dat de NAO is omgegaan naar een negatieve fase.

Uit een onderzoek van de NASA blijkt dat de Jakobshavn-gletsjer aan de westkust van Groenland zich, na een krachtige smeltperiode gedurende de afgelopen jaren, nu weer schijnt te herstellen. Alleen al in de afgelopen twee jaar zou hij met een constant percentage zijn gegroeid, aldus de wetenschappers, zoals eveneens bij “Nature Geoscience” werd gepubliceerd.

The scientists were so shocked to find the change, Khazendar said: “At first we didn’t believe it. We had pretty much assumed that Jakobshavn would just keep going on as it had over the last 20 years.” However, the OMG mission has recorded cold water near Jakobshavn for three years in a row.The researchers suspect the cold water was set in motion by a climate pattern called the North Atlantic Oscillation (NAO), which causes the northern Atlantic Ocean to switch slowly between warm and cold every five to 20 years. The climate pattern settled into a new phase recently, cooling the Atlantic in general. This change was accompanied by some extra cooling in 2016 of the waters along Greenland’s southwest coast, which flowed up the west coast, eventually reaching Jakobshavn.

Bron hier.

Wat betekent dat voor de productie van windenergie?

Bij een positieve NAO komt de straalstroom over Alantische oceaan bij Engeland Europa binnen. Bij een negatieve NAO verschuift de straalstroom en komt bij Spanje aan.

Bij een negatieve NAO-index zijn de luchtdrukverschillen in onze omgeving minder groot en het directe effect is afname van gemiddelde windsnelheden.

Ir Halkema schreef het volgende over de effecten van windsnelheid op de productie van groene stroom.

De bron van energie van waaruit een windmolen wordt aangedreven is de zogenaamde bewegingsenergie of kinetische energie van de wind, dus van bewegende lucht. Dit geldt natuurlijk op gelijke wijze voor windmolens van honderden jaren geleden en voor de hedendaagse allermodernste windmolens.

Deze kinetische energie kan uitgedrukt worden door één enkele natuurkundige formule. Zonder één enkele uitzondering zijn alle eigenschappen, dus ook de opbrengsten, de risico’s en de kosten van windmolens het gevolg van die ene natuurkundige formule. Die formule die bepalend is voor de hoeveelheid van de aandrijvende kinetische energie.

Die formule is Es = f . mspec . v³

In deze formule is:

Es de kinetische energie die per seconde door de bewegende lucht wordt aangevoerd.

f een rekenfactor waarin o.a. de diameter van de propellercirkel is verdisconteerd.

mspec de specifieke massa van de aandrijvende lucht.v³ de derde macht van de snelheid van die lucht, dus van de wind.

Nu is mspec , de specifieke massa van lucht, ofwel de massa per kubieke meter buitengewoon klein namelijk niet meer dan 1,18 kg/m³. Zo heeft water een specifieke massa van 1000 kg / m³. Dat is tegen de 900 maal meer dan van lucht.

Ook de snelheid van de wind is naar technische begrippen en vergeleken met de snelheid van de andere aandrijvende media zoals die toegepast worden bij andere krachtwerktuigen bijzonder klein.

Het vermogen van een windmolen varieert als gevolg van de variabele windsnelheid en de factor v3 zeer sterk tussen maximum en nul of nagenoeg nul. Die derde macht is de doodsteek voor een betrouwbare productie van elektriciteit door windmolens. Dat een windmolen zelfs al bij Beaufort 2 of 3 stroom van enige nuttige sterkte opwekt is gezien de dan minimale kinetische energie van de wind onmogelijk.

Laten we nu eens naar de 14 daagse weersvoorspelling van Buienradar kijken.

Hieronder de energieproductie van het windpark Gemini van de afgelopen 14 dagen.

De afgelopen 14 dagen was de windsnelheid wat meer wisselend een geeft de productie een goed beeld van het effect van de windsterkte op de levering van het windpark Gemini. De laatste 2 dagen was de windsterkte ook niet hoger dan windkracht 2 beaufort. Dat betekent dat als de 14 daagse voorspelling uitkomt de productie van het grootste windpark Gemini zal stagneren.

Het beeld is duidelijk: wat windenergie betreft kunnen we de levering van voldoende windstroom wel vergeten de komende dagen en dat geldt ook voor de landen om ons heen. Het verdienmodel van dit windpark is productie afhankelijk. De overheid geeft een toeslag op de geleverde productie en tijdens een Negatieve NAO kun je langere perioden verwachten van rustig weer met weinig wind. Daarmee is het verdienmodel onderuit.

Bij de keuze van de locatie van Gemini is gezocht naar een plaats waar uit metingen bleek dat het daar altijd wel waaide het leek een goede plaats voor een miljarden investering maar helaas het klimaat in het noorden van Europa gaat om niet door 120 ppm CO2 maar door de wijziging van oceaanstromingen en luchtstromingen die daar bij horen door de negatieve Noord Atlantische Oscillatie.

Een waarschuwing van het KNMI die in de media vrijwel is genegeerd maar in de praktijk duidelijk realistisch is. Ook beleidsmatig wordt er niets mee gedaan terwijl uit de studie van NASA blijkt dat de koude oceaanstromingen die bij negatieve NAO horen als sinds 2016 rond Groenland gearriveerd zijn. Het is dan ook raadzaam om de windplannen even on hold te zetten.

De voorspelling is dat deze negatieve NAO tussen de 5 en 20 jaar kan duren. maar intussen zal voor de komende jaren de verwachte levering van wind sterk afnemen. Dat betekent dat eigenaren van windparken failliet kunnen gaan en zelfs niet meer in staat zijn de dan vrijwel nutteloze windturbines te slopen.

Het is raadzaam om de sluiting van centrales te heroverwegen. Windstroom wordt niet alleen bij ons schaars, maar ook bij de omliggende landen en dan kun je import van stroom uit de omringende landen wel vergeten.