Teun Schröder
15 september 2023, 10:08

Opmerkelijk: Nederlandse drijvende windmolen met één wiek

Soms stuit je als redactie op nieuws waarbij een wenkbrauw omhoogschiet. Die ene opvallende innovatie, een onverwacht effect van klimaatverandering of een staaltje menselijke onhandigheid. Opmerkelijk dus. Deze week: de drijvende windmolen met één wiek.

Touch Wind windmolen TouchWind introduceert weer een nieuw ontwerp drijvende windmolens. | Credits: TouchWind

Om windenergie op de verre zee te winnen, wordt er de laatste jaren volop geëxperimenteerd met drijvende windmolens. En aan creativiteit geen gebrek. Zo zagen we eerder al windmolens in de vorm van
piramides
en gigantische verticale reuzen deinend op de golven. Het Nederlandse TouchWind voegt daar nu een nieuw ontwerp aan toe: de drijvende molen met slechts één wiek.

Rotorblad als een helikopter

De wiek is bevestigd aan een rotor die vastzit aan een schuin hangende mast. Net als met veel drijvende windmolens draait deze mast mee met de richting van de wind. Onder de rotor hangt een boei die voorkomt dat de wiek in het water zakt, bijvoorbeeld als er nauwelijks wind staat. Staat er veel wind, dan zorgt de draaiing van de wiek ervoor dat de mast meer rechtop gaat staan, vergelijkbaar met het effect van een rotorblad van een helikopter.

Hoe harder de wind waait, hoe rechter de mast staat. | Credit: TouchWind

Draaien bij storm

TouchWind claimt dat hun ontwerp hogere windsnelheden aan kan dan concurrerende windmolens op zee. De meeste windmolens worden (automatisch) uitgezet bij windsnelheden boven de 89 kilometer per uur, zoals we eerder dit jaar bij storm Poly zagen. Volgens TouchWind kan hun windmolen snelheden tot 252 kilometer per uur aan. Dit betekent minder stilstand, en dus meer beschikbare uren om energie op te wekken.

Verder zegt TouchWind dat de kostprijs van hun molen ongeveer een derde is van turbines met drie wieken. De turbine van TouchWind kan eenvoudig gemonteerd worden in de grotere havens waar nu al zeewaardige molens worden gebouwd. Met een sleepboot kan de liggende turbine naar zijn bestemming worden gebracht, waar deze aan de grond wordt bevestigd met een anker en via een stroomkabel in verbinding staat met de kust.

Met een sleepboot kan de turbine naar zijn plek worden gebracht. | Credit: TouchWind

Uitdagingen

Hoewel drijvende windmolens op zee als een mooie oplossing klinken voor de opwek van windenergie zonder dat iemand er last van heeft, zijn er ook uitdagingen. De lengte van de stroomkabel is er slechts één van. Want hoe verder de windmolen op zee staat, hoe langer deze natuurlijk moet zijn. Daarnaast is er bij drijvende windmolens vaak sprake van energieverlies door het meedeinen van de mast.

TouchWind wil in ieder geval uiteindelijk een turbine bouwen met een rotorblad van 200 meter lang. Zo’n systeem is goed voor een vermogen van 12,5 megawatt, grofweg de energie voor 15.000 huishoudens.

Investering uit Japan

Maar zover is het voorlopig nog niet. Na proeven op het land en op kleine schaal gaat TouchWind de volgende testfase in dankzij een investering van het Japanse scheepvaartbedrijf Mitsui O.S.K. Lines (MOL).

“We werken nu een jaar samen aan de verdere ontwikkeling van onze drijvende windturbine”, zegt Rikus van de Klippe, CEO van TouchWind. “Veldtesten met een rotorblad met een diameter van 6 meter zijn in volle voorbereiding aan het Oostvoornse meer in Nederland. Met MOL als aandeelhouder en hun investering kunnen we ons testprogramma versnellen, onze technologie bewijzen en de time-to-market verkorten.”

Lees ook:

Uniek innovatieprogramma maakt weg vrij voor energieneutrale en circulaire procesindustrie

“Ik ben hier ontzettend trots op”, zegt Tjeerd Jongsma, directeur van het Institute for Sustainable Process Technology (ISPT). “Het is niet makkelijk om universiteiten te laten samenwerken rondom belangrijke thema’s; normaal gesproken zijn het concurrenten van elkaar om dezelfde potjes geld. Binnen het Long Term Program (LTP) onderzoeken ze met elkaar, én met experts uit de industriesector, wat de procesindustrie in de toekomst nodig heeft. Een uniek samenwerkingsverband, dat Nederland nog niet kende.” Een programma voor de lange termijn Binnen het LTP schuiven op dit moment vijf Nederlandse universiteiten (Twente, Groningen, Wageningen, Eindhoven en Delft) jonge professoren naar voren, met expertise op het gebied van sociaaleconomische transities, (bio)procestechnologie, katalyse en materiaaltechnologie. De wens is dat dit programma uiteindelijk door alle universiteiten wordt gedragen. Samen met industrie-experts onderzoeken en bepalen de professoren wat de procesindustrie nodig heeft op gebied van technologie en infrastructuur, om ook in 2050 duurzaam, circulair en concurrerend te kunnen zijn. Deze plannen worden daarna meteen uitgewerkt, ontwikkeld en (op den duur) uitgerold. De deelnemende professoren zijn niet voor niets jong, zegt Klaartje Rietkerken, director of operations bij ISPT: “Zij zijn in 2050 ook nog met deze onderwerpen bezig en kunnen later weer jonge promovendi naar voren schuiven die hun werk voortzetten. Het LTP is op alle fronten een programma voor de lange termijn.” De kracht van sandpitting Niet onbelangrijk: de subsidies die nodig zijn voor dit programma, vanuit de overheid en het bedrijfsleven, zijn op voorhand al geregeld. Naast private bijdragen van het bedrijfsleven, krijgt het LPT publieke bijdragen van universiteiten en kennisinstituten. Verantwoordelijk voor de publieke bijdragen is het TKI Energie en Industrie, die soortgelijke doelstellingen heeft als het LPT. Met de financiering geregeld krijgen de deelnemende universiteiten als het ware vrij spel om een visie op de toekomst te articuleren, compleet met bijpassende oplossingen. De Britten hebben daar een term voor: sandpitting. Deze opzet brengt verschillende voordelen met zich mee, zegt Jongsma: “Ten eerste zorgt het voor versnelling. En dat is hard nodig. Want als we in 2050 over de technologieën willen beschikken die we dan nodig hebben, moeten we nu al aan de slag met de ontwikkeling ervan.” “Ten tweede zorgt het voor meer kwaliteit. Als je van tevoren al het commitment van de overheid en het bedrijfsleven hebt (in de vorm van subsidies, red.), is er veel meer ruimte voor kennismobilisatie, creativiteit en out of the box denken.” Procesindustrie van de toekomst Maar waar denken de professoren en industrie-experts binnen het LTP dan precies over na? Rietkerken: “De procesindustrie moet in 2050 volledig duurzaam en circulair zijn. Geen afval, geen vervuiling, noem maar op. Maar tegelijkertijd moet de procesindustrie van de toekomst ook goed zijn voor BV Nederland, zoals qua kennis als economisch. En we willen een bepaalde levensstandaard behouden, dus we verwachten niet dat de vraag naar consumentengoederen de komende decennia gaat dalen. Welke technologieën en infrastructuur hebben we nodig om dat allemaal te kunnen waarborgen? Daar draait het LTP om.” “Je moet dan bijvoorbeeld denken aan industriële processen die kunnen draaien op elektriciteit, ammoniak of methanol”, vult Jongsma aan. “Maar ook aan het circulair maken van die processen, zodat waardevolle grondstoffen in de loop blijven. Professoren en industrie-experts zijn bij uitstek de aangewezen personen om daarover na te denken. Zij hebben de kennis in huis om die toekomstvisie handen en voeten te geven.” Juist die combinatie van professoren en industrie-experts is essentieel, vervolgt hij: “Professoren denken vaak hoog-over, wat erg belangrijk is. Maar de samenwerking met industrie-experts forceert hen ook om na te denken over de vraag: hoe brengen we het in de praktijk? Oplossingsgerichte conclusies dus.” Op weg naar een circulaire economie Het eerste project binnen het LTP is inmiddels al van start gegaan. Het heet TREPS (Trace Removal Using Electrically Powered Separations) en zoals de naam al doet vermoeden, gaat het project over trace removal met behulp van elektriciteit. Jongsma legt uit: “In een echt circulaire economie gebruikt de procesindustrie producten en grondstoffen keer op keer op keer. Maar hoe vaker die producten rondgaan, hoe meer componenten (lees: traces) erin zitten die er ook weer uit moeten. Denk bijvoorbeeld aan allogenen, zoals chloor en fluor. Om een schone loop te houden, moeten die traces gescheiden worden. En dat moeten we op een duurzame manier doen. Elektrificatie is dan een veelbelovende route.” Binnen het TREPS-project worden de meest veelbelovende technologieën besproken en bepaald om daar vorm aan te geven. En het proces van LPT-projecten van tevoren is ingericht, kunnen deelnemende partijen direct aan de slag. Rietkerken: “We zoeken de juiste personen bij elkaar, zodat alle kennis en kunde omtrent een onderwerp in één ruimte aanwezig is. Vervolgens komen zij een paar dagen achter elkaar bij elkaar. Dan komt er een discussie op gang, onder leiding van een moderator, en werken we langzaamaan richting een conclusie toe. Zo schetsen we per onderwerp de meest veelbelovende routes richting verduurzaming en bepalen we de vervolgstappen om het daadwerkelijk in de praktijk te brengen.” Knapste koppen mobiliseren Jongsma benadrukt nogmaals hoe blij hij is met deze samenwerking: “Het stond al heel lang op ons verlanglijstje om universiteiten op deze manier samen te brengen. Het LTP is wat dat betreft nu al geslaagd. Er komen een aantal bijzonder uitdagende decennia aan en daar moeten we de knapste koppen voor mobiliseren. Met dit samenwerkingsverband, deze unieke bundeling van krachten, is dat nu gelukt.” Het eerste project, TREPS, is inmiddels van start gegaan; het tweede thema is in voorbereiding. Industriële partijen zijn van harte welkom om samen met ISPT toekomstige projecten richting en invulling te geven, zie daarvoor de website. Lees ook: Een circulaire en CO2-neutrale procesindustrie in 2050, hoe krijgen we dat voor elkaar?Het hoe, wat, waar en waarom van elektrificatie in de industrieDit artikel is gemaakt door een van onze expertredacteuren in samenwerking met onze partner. Change Inc. werkt met partners die de klimaattransitie aanjagen. Zij kunnen cases presenteren waar anderen zich aan kunnen optrekken en zijn eerlijk over de uitdagingen. Niet één bedrijf is al 100 procent duurzaam, maar veel zijn onderweg. Dankzij ons partnermodel zijn onze artikelen gratis toegankelijk voor iedereen. Benieuwd naar ons partnermodel? Klik hier.