Harnessing the power of wind energy
Wanneer het op schone energie aankomt, wordt windenergie beschouwd als een van de meest betrouwbare en duurzame alternatieven. En dankzij de combinatie van verbeterde technologie en dalende prijzen is het gebruik ervan de afgelopen jaren toegenomen. Maar voordat windenergie de meest levensvatbare vorm van alternatieve energie kan worden, moeten bepaalde barrières worden overwonnen.
Er zijn bijvoorbeeld aanwijzingen dat grootschalige windmolenparken een hoge sterfte onder vogels en vleermuizen kunnen veroorzaken, en grote turbines en windbladen hebben een negatief effect op de plaatselijke esthetiek. Gelukkig leiden deze problemen tot innovatieve oplossingen die van windenergie een nog aantrekkelijker optie maken. Zo onthulde het Spaanse bedrijf Vortex Bladeless onlangs hun ontwerp voor een windturbine die elektriciteit opwekt zonder gebruik te maken van roterende bladen.
Een turbine zonder bladen?
In wat een van de mede-ontwerpers beschreef als lijkend op “asperges”, gebruikt de turbine de kracht die door natuurlijke windwervelingen wordt gecreëerd om elektriciteit op te wekken. Het komt erop neer dat als je een voorwerp in het pad van de wind zet, er een golvende draaikolk achter de barrière ontstaat. Bouwkundig ingenieurs hebben dit al enige tijd begrepen en hebben hoge gebouwen en constructies (zoals de Burj Khalifa) ontworpen om ze te weerstaan of te kanaliseren. Vortex Bladeless daarentegen heeft zijn turbine ontworpen om van dit effect te profiteren.
De dunne, kegelvormige turbine is gemaakt van koolstofvezel en glasvezel, met de motor aan de onderkant. Dit ontwerp zorgt ervoor dat de werveling van de wind synchroon langs de hele kegel draait, waardoor deze heen en weer schommelt en mechanische energie van de motor opwekt. De ontwerpers monteerden ook een ring van magneten aan de basis om de rotatie een boost te geven, ongeacht de windsnelheid.
Een Vortex Bladeless-prototype wordt in het veld getest. Credit: indiegogo.com
Voordelen van het blaasloze ontwerp
Er zijn veel voordelen aan het Vortex ontwerp. Om te beginnen, is het goedkoper te vervaardigen dan de huidige pinwheel turbines. Het is ook goedkoper te onderhouden, aangezien het ontwerp geen wrijving tussen bewegende delen met zich meebrengt. Het is ook volkomen stil, en vogels kunnen er omheen vliegen zonder bang te zijn te worden opgezogen of in stukken gehakt door de schoepen.
Natuurlijk zijn er mensen die sceptisch zijn over de efficiëntie van een dergelijk ontwerp – wat een veel voorkomend punt is wanneer een nieuwe vorm van alternatieve energie wordt geïntroduceerd. De ontwerpers van de Vortex houden echter vol dat hun turbine rekenkundig is gemodelleerd, getest in een windtunnel, en al prototypetests heeft uitgevoerd met de Vortex Atlantis, een model van 100 W.
De oprichters beweren verder dat hun Vortex Mini – het 13 meter (42 voet), 4 KW model – tot 40% van de windkracht kan opvangen onder ideale omstandigheden. Op basis van veldtesten geven ze toe dat de Mini weliswaar 30% minder efficiënt is dan conventionele windturbines, maar dat deze tekortkoming wordt gecompenseerd door het feit dat je het dubbele aantal Vortex-turbines in dezelfde ruimte kunt plaatsen als een propellerturbine.
In de komende maanden zijn ze van plan om zowel het Atlantis- als het Mini-model in te zetten voor privéwoningen in ontwikkelingslanden, of kleine constructies zoals radio-antennes. Tegen 2018 hopen ze de ontwikkeling van de Vortex Grand af te ronden, een 150 meter hoge versie van de Bladeless (die qua grootte vergelijkbaar is met conventionele turbines) die 1 MW aan stroom zal kunnen opwekken.
Concept van een Wind Stalks veld, met de skyline van Dubai zichtbaar op de achtergrond. Credit: atelierdna.com
Andere innovaties in wind- en turbinetechnologie
Natuurlijk is dit niet het enige voorbeeld van innovatieve nieuwe turbinetechnologie die de laatste jaren is ontstaan. Eerder dit jaar, onthulde het Franse bedrijf New Wind een revolutionair idee met hun Wind Tree concept. Met een hoogte van slechts 11 meter en een uiterlijk van een echte boom, ondersteunt één enkele Wind Tree 72 verticale microturbines die zachtere winden benutten om elektriciteit op te wekken.
En in 2010 stelde het New Yorkse ontwerpbureau Atelier DNA ook een revolutionair concept voor dat bekend staat als de Wind Stalk. Ontworpen voor gebruik in de VAE’s Masdar City project, het concept omvat 203 stengels (55 meter hoog en gemaakt van koolstofvezel) die zijn verankerd aan een betonnen ondergrond. en verbonden met ondergrondse koppelgeneratoren. Als het waait, bewegen de stengels, waardoor de generatoren elektriciteit opwekken.
Vortex Bladeless begon in 2010 aan hun ontwerp te werken en heeft al 1 miljoen dollar opgehaald uit particulier kapitaal en overheidsfinanciering in Spanje, Om de commerciële ontwikkeling van hun product in de VS te financieren, lanceerden ze onlangs een crowdfundingcampagne op Indiegogo. Na slechts 12 dagen hebben ze al meer dan $55.209 USD opgehaald (van hun oorspronkelijke doel van $50.000).
Innovaties als deze leiden tot een revolutie in windenergie, en een aantal zeer optimistische schattingen voor de invoering ervan. In 2014 schatte het Amerikaanse ministerie van Energie dat windenergie in 2050 35% van de elektriciteitsproductie van de VS voor zijn rekening zou kunnen nemen. Een nog optimistischer inschatting kwam van de Global Wind Energy Council en Greenpeace International. Samen brachten zij in 2014 een rapport uit waarin zij stelden dat windenergie in 2050 wel 25 tot 30% van de wereldwijde elektriciteitsbehoefte zou kunnen dekken.
Het is duidelijk dat kleinschalige, blaasloze windenergie iets is wat de consument wil! En met de tijd, en in combinatie met zonne-energie, zouden ze kunnen voorzien in meer dan de helft van de energiebehoefte van de wereld.
Heb je ideeën over hoe alternatieve energie kan worden verbeterd? Ga dan naar de Launch Your Challenge-pagina en maak je klaar om een verschil te maken!