We onderzochten de alternatieven voor lelijke windmolens

We onderzochten de alternatieven voor lelijke windmolens

Ik keek samen met een hoogleraar van de TU Delft naar de alternatieven voor de ouderwetse windmolen.
15 mei 2017, 11:52am

The Guardian kwam laatst met een kekke advertorial over windenergie. De kosten daarvoor zijn lager dan ooit en de start-ups hebben fantastische ideeën – zo'n verhaal. Wat dacht je van een gigantische vlieger met propellers of een windturbine in een soort zeppelin? Ik wilde wel eens weten hoe haalbaar de alternatieven voor een ouderwetse windmolen zijn en wie erachter zit. Ik vroeg daarom een hoogleraar van de TU Delft om hulp.

Een van de nadelen van een windturbine is dat hij niet heel hoog komt. We moeten het nog doen met een maximale hoogte van 200 meter. Maar hoe hoger je komt, hoe harder het waait.

Het Amerikaanse bedrijf Makani heeft daar een oplossing voor bedacht: een gigantische ronddraaiende vleugel met propellers. Die propellers worden eerst gebruikt om de vlieger op zo'n 300 meter hoogte te krijgen. Eenmaal op die hoogte kunnen de motoren uit, want de luchtstromen daarboven zijn hard genoeg om de propellers draaiende te houden. Die drijven dan weer een generator aan om stroom op te wekken. Die stroom gaat door een koolstof kabel naar beneden, en die kabel houdt de vlieger ook nog eens op zijn plek.

Het bedrijf zelf is ooit begonnen als spin-off van het Advanced Research Projects Agency van het Amerikaanse ministerie van Energie. Slimme jongens dus. Het idee was dat energie halen uit de wind wel wat efficiënter kon, en daarom zijn ze in tien jaar tijd van een drietal uitgegroeid tot een bedrijf met tientallen werknemers. En je hoeft niet bang te zijn dat ze failliet gaan, want Google heeft het bedrijf in 2013 opgekocht.

Professor Gerard van Bussel van de TU Delft vindt het idee van Makani wel wat, maar hij heeft nog wel een aantal bedenkingen. Volgens hem ga je die constructie nooit bij mensen in de buurt krijgen. "Zo'n vleugel is ongeveer anderhalf keer zo groot als een zweefvliegtuig. Als je daaronder woont en er komt iedere keer zo'n bommenwerper naar beneden, dan hoop je dat hij ook weer omhoog gaat."

Het is ook niet bepaald een geluidloos ontwerp. Als de propellers draaien, halen ze bijna de snelheid van het geluid. En dat maakt volgens Van Bussel een teringherrie. Dat de opgewekte stroom vanuit de lucht naar de grond moet worden gestuurd, is ook een ding. "Je kunt je voorstellen dat je geen onweersbui in de buurt wilt hebben. En een tweede punt is dat de kabel duur is, want die moet stevig zijn en ook elektriciteit kunnen geleiden," legt Van Bussel uit.

Het zou dus makkelijker zijn om de stroom van die vlieger op de grond te produceren. Dat is wat het Britse bedrijf Kite Power Systems probeert te doen. In plaats van propellers aan een vleugel te hangen, wekken ze stroom op doordat vliegers een kabel afwikkelen die een generator laat draaien. Maar op een gegeven moment is je touw op, en moet je de vlieger weer intrekken, en dan heb je geen stroom. De oplossing daarvoor is simpel: een tweede vlieger. Die schiet naar buiten op het moment dat de andere wordt ingehaald, en dat levert meer energie op dan dat het kost om de ander binnen te halen.

Ook hier gaat het om een bedrijf dat de gesponsord wordt door het Ministerie van Energie. De mensen van Kite Power Solutions hebben niet alleen van verschillende private investeerders geld gekregen, maar mogen ook Britse belastingponden op hun begroting schrijven.

Het is duidelijk dat we hoog in de lucht moeten zijn. Sommige initiatieven richten zich er daarom gewoon op om een turbine hoog de lucht in te krijgen, en hem daar met een ballon te laten hangen. Zo'n soort zeppelin-idee is de Buoyant Air Turbine van Altaeros, opgericht door oud-studenten van het prestigieuze Massachusetts Institute of Technology.

Geen goed idee, vindt Van Bussel: "Die dingen hangen statisch en dan heb je eigenlijk alleen maar voordeel van dat het op een paar honderd meter hoogte harder waait. Een bedrijf als Makani maakt van een turbine eigenlijk alleen de punten van de wieken." Een vlieger die je aan een touwtje rondjes laat draaien maakt namelijk dezelfde beweging als een windmolen. De uiteinden van de wieken van een windmolen wekken de meeste energie op. Een vlieger is daarmee een stuk efficiënter, want de rest van de molen heb je niet nodig.

Iets waar je ook rekening mee moet houden is het materiaal. Een windmolen is eigenlijk niets anders dan een gigantische stalen buis die een dynamo op zijn plek houdt. Daarom verdient het vliegersysteem ook punten; het gebruikt maar een schijntje van het materiaal dat een windmolen gebruikt en is dus veel goedkoper.

Maar dat is ook juist het grote nadeel. Een gigantische stalen windmolen gaat een stuk minder snel kapot dan een paar veredelde lappen stof die continue, bij allerlei wisselende windomstandigheden in de lucht hangen. Als je om de paar maanden een paar nieuwe vliegers moet maken, doet dat de energiekosten ook geen goed.

Voorlopig zitten we dus nog wel even met ouderwetse windmolens opgescheept. Het is de komende jaren gewoon nog niet haalbaar om op grote schaal een fancy vlieger met propellers te maken die je computer aandrijft. En een windmolen op zee dat op zijn dooie gemak. Maar als je het aan Van Bussel vraagt, is dat geen reden het voorbeeld van deze bedrijven niet te volgen. "Je moet juist nu investeren, want van de vijftig systemen die je nu hebt, gaan er uiteindelijk misschien twee echt geld opleveren."