Windmolens staan het liefst met hun kop in de wind. Het besturingssysteem optimaliseert de stand van hun wieken ten opzichte van de windrichting en windsnelheid. Dat doet iedere windmolen voor zich. Ook als ze onderdeel uitmaken van een groter park. Maar dat is niet in het voordeel van de totale energieopbrengst van het windpark blijkt uit een nieuw onderzoek, gepubliceerd in Nature energy.
Individuele windmolen versus het collectief
Onderzoekers van de Massachusetts Institute of Technology (MIT) en windmolenfabrikant Siemens Gamesa Renewable Energy ontdekten dat wanneer individuele windmolens wat minder opwekken, het park in totaal juist meer oplevert. Dat komt omdat windmolens in een park in elkaars ‘kielzog’ staan.
De wieken van een windmolen ‘vermalen’ de wind. De luchtstroom die ze doorlaten is daardoor turbulent en heeft minder kracht dan de ‘oorspronkelijke’ wind. Je kan het vergelijken met het kielzog van een schip. Idealiter worden windmolens dan ook zo ver mogelijk uit elkaar gezet om het energieverlies door dit ‘wake effect’ te verminderen. Maar vanwege schaarse ruimte is dat maar beperkt mogelijk.
Onderstaande video laat zien hoe dat ‘wake effect’ werkt:
Door de windmolens niet individueel maar als collectief te optimaliseren wordt dit effect vermeden. De onderzoekers testten hun idee in de praktijk bij een windmolenpark in India. Daar zagen zij bijvoorbeeld dat wanneer ze een windmolen een paar graden van zijn eigen optimale stand ten opzichte van de wind draaiden, het energieverlies dat daardoor optrad ruimschoots werd goedgemaakt door de energiewinst van de daaropvolgende molens. Ze ontwierpen een softwaresysteem dat rekening houdt met al deze interacties. Door het windpark als een collectief te optimaliseren wisten ze onder bepaalde omstandigheden maar liefst 32 procent meer energie op te wekken met dezelfde molens.
Over de hele wereld toepasbaar
De resultaten van het onderzoek zijn te gebruiken voor alle windmolens in de wereld. Wanneer dit systeem wordt toegepast op alle bestaande windmolenparken kan het volgens de onderzoekers een energiewinst opleveren van 1,2 procent. Dat lijkt weinig maar is al snel 31 terawattuur extra stroom, vergelijkbaar met de opbrengst van 3.600 windturbines. En dat zonder veel extra kosten. Het enige dat nodig is, is het implementeren van nieuwe software.
Een bijkomend voordeel is dat windmolens dankzij deze uitvinding in de toekomst misschien zelfs dichter bij elkaar geplaatst kunnen worden, waardoor er meer windmolens op hetzelfde landoppervlak passen. ReNew power (het grootste duurzame energiebedrijf van India en het bedrijf dat zijn windpark voor het onderzoek ter beschikking stelde) gebruikt de uitkomsten nu om ook zijn andere windmolenparken te optimaliseren. De onderzoekers bekijken nu of het ook toepasbaar is op windmolenparken op zee.
Lees ook: Grootste zonnepark van Europa levert eerste energie
Schrijf je in voor onze nieuwsbrief: iedere dag rond 07.00 uur het laatste nieuws
Wil jij iedere ochtend rond 7 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan! Schrijf je hier in voor onze dagelijkse nieuwsbrief.
