Het prototype van de tweebladige turbine heeft vijfhonderd dagen zonder probleem energie opgewekt op een onshore testterrein van Envision Energy. Volgens het bedrijf zijn de resultaten op het gebied van vermogen en energie-efficiënte gedurende deze periode vergelijkbaar met die van traditionele driebladige turbines. Maar omdat een tweebladige turbine simpelweg minder materialen bevat, zou het volgens Envision een goedkoper alternatief kunnen zijn, dat bovendien makkelijker te vervoeren en in elkaar te zetten is.
Minder materialen, meer lawaai
De windturbine met twee wieken is niet nieuw. De Nederlandse windmolenbouwer WES bouwt al decennia tweebladige turbines en ook Envision Energy experimenteert al sinds 2012 met een two-blade-turbine van 3,6 megawatt in Denemarken. Het grote voordeel van een turbine met twee wieken is dat de installatie minder materialen bevat. Hoewel Envision geen cijfers noemt, claimt het bedrijf met hun turbine een ‘kostenefficiënt’ alternatief voor de driebladige turbine te kunnen bieden.
Volgens Simon Watson, hoogleraar windenergie aan de TU/Delft, kan een tweebladige windturbine net zo efficiënt als of zelfs efficiënter zijn dan een turbine met drie bladen. Toch zijn er verschillende redenen waarom het gros van alle windturbines om ons heen drie wieken hebben. ‘In de eerste plaats is het een kwestie van smaak’, zegt Watson. ‘Windmolens werden in eerste instantie op het land ontwikkeld en daar vinden we turbines met drie wieken mooier dan met twee. Ten tweede produceren windturbines met twee wieken meer lawaai, omdat de rotorbladen sneller moeten draaien voor eenzelfde vermogen. Dat is eveneens een nadeel voor onshore windparken. En omdat we wereldwijd de driebladige turbine zijn blijven doorontwikkelen, is de tweebladige turbine naar de achtergrond verdwenen.’
Comeback van tweebladige windturbines?
Voor een turbine met twee bladen zijn er dan ook andere constructies nodig dan de industrie gewend is. Watson: ‘Omdat de rotorbladen sneller draaien en dus meer krachten te verduren krijgen, moeten de wieken van robuuster materiaal gemaakt worden. Hetzelfde geldt voor het binnenwerk van de turbine, zoals de aandrijflijn. Als een turbine te maken krijgt met meer vibraties, slijten onderdelen sneller. Een turbine met drie wieken kan al deze krachten beter verdelen.’ Een kostenbesparing door een wiek weg te laten, zal dus deels gecompenseerd moeten worden door een geavanceerdere materialen elders.
Vanwege de verhoogde kans op geluidshinder verwacht Watson dat de tweebladige turbine minder snel zal aanslaan in de Europese onshoremarkt. Tegelijkertijd zijn er wereldwijd genoeg afgelegen locaties op land waar geluidshinder minder een issue is. Watson: ‘Bovendien zou het best kunnen dat we offshore een comeback gaan zien van turbines met twee wieken.’
Nederlandse drijvende windmolen met één wiek
Een bedrijf dat inzet op offshore turbines met minder wieken is het Nederlandse Touchwind. De windturbine van dit bedrijf heeft één wiek en drijft op het wateroppervlak. 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.
De komende jaren moeten tests uitwijzen of het in de praktijk ook zo werkt. Het bedrijf test de komende maanden tien van zijn turbines op land en water.
Door de rotor en de mast te draaien in helikoptermodus kunnen de drijvende turbines ook tijdens zware stormen doordraaien. | Credits: TouchWind
