Banner
Volg ons:
Pure Energie: de groenste stroomleverancier van Nederland
Pure Energie: de groenste stroomleverancier van Nederland
x

Onderzoek: goede wind in Veenkoloniën zorgt voor flinke energieopbrengsten

23-04-2012

De initiatiefnemers van Windpark De Drentse Monden - waaronder Raedthuys - en Windpark Oostermoer krijgen regelmatig de vraag of er in het veenkoloniale gebied van Drenthe wel voldoende wind is om windmolens verantwoord te laten draaien. De initiatiefnemers hebben dit de afgelopen jaren al door verschillende partijen laten onderzoeken. Het antwoord luidt: ja! In dit artikel gaan wij hier wat dieper op in.

Eén van de eerste vragen die een initiatiefnemer aan zichzelf stelt als hij een idee heeft voor een windpark, is of het windaanbod ter plekke voldoende is voor een rendabele exploitatie. Hoe meer wind, hoe meer energie een windmolen produceert, hoe hoger de omzet van het project. Dat is heel logisch. De omzet van een windmolen (het financiële plaatje) wordt bepaald door: 1) de hoeveelheid energie die de turbine levert; 2) de energieprijzen, dus de prijs van een kilowattuur; en 3) een eventuele aanvulling op de energieprijzen vanuit de Stimuleringsregeling Duurzame Energie (SDE+). 

Als op voorhand uit windberekeningen duidelijk is dat een locatie onvoldoende rendement oplevert, kan de initiatiefnemer veel kosten en moeite besparen door op die locatie geen ontwikkeling te starten. Het ontwikkelen van een windmolenproject is namelijk een zeer kostbare aangelegenheid. Het is een arbeidsintensief traject, kost dus veel tijd en er moet veel externe expertise worden ingehuurd voor verschillende onderzoeken, zoals een Milieu Effectrapportage. De kosten van deze onderzoeken en de andere voorbereidingen lopen al snel in de vele honderdduizenden euro’s. Als vervolgens het project niet gefinancierd kan worden omdat er onvoldoende wind is, kan dat geld niet worden terugverdiend. Windonderzoek is dus één van de allereerste dingen die wordt gedaan wanneer iemand een windpark wil aanleggen..

Windstudie voor opbrengstberekening 
De ideeën om windmolens te bouwen in het veenkoloniaal gebied zijn bepaald niet nieuw. In een deel van het Drentse Monden gebied, rondom Nieuw-Buinen, zijn al sinds het jaar 2000 initiatieven voor windparken. De mensen van het eerste uur maken nu onderdeel uit van het grotere initiatief, het project Drentse Monden - Oostermoer. Sinds het jaar 2000 zijn door diverse externe bureau’s verschillende studies verricht naar het windaanbod in het gebied. Op basis daarvan zijn zogenoemde energie-opbrengstberekeningen uitgevoerd voor gangbare typen windmolens, zeg maar enkele standaard modellen. De uitkomsten van deze studies zijn vrij eenduidig: op 100 m hoogte is de gemiddelde windsnelheid vastgesteld op 7,1 meter per seconde (m/s), op 135 m hoogte is dat 7,8 m/s. Dat is een prima windkracht om windmolens op te laten draaien. Het klopt inderdaad dat het aan de kust harder waait, maar voor een binnenlandlocatie zijn dit uitstekende waarden. Vergelijkbaar met het windaanbod in grote delen van Flevoland waar al sinds jaar en dag windmolens elektriciteit opwekken. Dat het zo waait in het veenkoloniaal gebied komt door het grootschalig open landschap, met weinig hoge begroeiing of verstedelijking. De wind heeft er in feite vrij spel.

De manier waarop een windstudie wordt verricht is heel eenvoudig. De studie is gebaseerd op een aantal gegevens: 1) de langjarige metingen van meerdere weerstations in de regio; 2) op – indien aanwezig -  de opbrengsten van bestaande windturbines in de regio; 3) en op een uitgebreide modellering van de locatie en het landschap daarom heen. Deze data worden verwerkt in specialistische software die de windprofielen berekent op verschillende hoogtes. In technische zin: als je zo’n windprofiel op ashoogte van een bepaald type windturbine – bijvoorbeeld 100 meter - combineert met de vermogensspecificatie van die windturbine (de zgn. PV curve) kom je uit op een jaarlijkse energieopbrengst.

Windmeetmast
Voor de meeste projecten die in Nederland worden gerealiseerd is deze wijze van berekenen voldoende nauwkeurig voor investeerders en banken om vast te stellen of het financieel verantwoord is om hun geld in de projecten te beleggen. De initiatiefnemers van De Drentse Monden en Oostermoer willen het windaanbod nog nauwkeuriger bepalen. Ze willen hiervoor in aanvulling op de theoretische studies ook nog praktijkgegevens verzamelen in het gebied. Dit gaan ze doen door een 100 meter hoge windmeetmast te plaatsen en de gegevens hieruit te combineren met een radarmeting. De onnauwkeurigheidsmarges worden hierdoor kleiner en de opbrengsten zijn daardoor nog preciezer vast te stellen. Naar verwachting zal dit bijvoorbeeld ook betere financieringsvoorwaarden opleveren. Het investeren in een kostbare windmeting loont voor projecten van deze omvang dus extra.

Megawatts of megawatturen
In een recente opbrengstberekening hebben de initiatiefnemers een groot aantal gangbare windmolens laten doorrekenen. Een overzicht is weergegeven in tabel 1. Er is daarin duidelijk te zien is dat het windaanbod stijgt met toenemende ashoogtes. Dus hoe hoger de mast van de windmolen, hoe meer wind de molen vangt.

De energieopbrengst van een windmolen wordt vaak uitgedrukt in het aantal vollasturen (vlu). Het aantal vollasturen is een manier om de jaaropbrengst uit te drukken. Het geeft het aantal uren weer waarop de molen zo hard draait, dat hij de maximale elektriciteitsproductie levert. In werkelijkheid produceert een windmolen natuurlijk gedurende veel meer uren in een jaar, maar niet op vol vermogen omdat de windsnelheid dan lager is.

Als je het aantal vollasturen van en bepaald type windmolen deelt door het totaal aantal uren per jaar  (8.760 uren) en dit vermenigvuldigt met het geïnstalleerde vermogen van de betreffende windmolen - bijvoorbeeld 3,05 megawatt, zoals hieronder in het rekenvoorbeeld - dan kom je uit op de gemiddelde deellast die de desbetreffende turbine draait.

Als rekenvoorbeeld nemen we de Enercon E-101, een molen met een ashoogte van 135 meter:

3696 vlu/8760 u * 3050 kW = 1287 kW

Uit het overzicht blijkt dat het aantal vollasturen per turbinetype zeer uiteenloopt (van 2699 tot 4438 vlu). Het aantal vollasturen wordt in hoofdzaak bepaald door de volgende factoren: 
• het windaanbod; 
• de ashoogte; 
• de verhouding geïnstalleerd vermogen/door rotor bestreken oppervlakte; 
• en de technische efficiency van de turbine ofwel hoe efficiënt kan de windmolen de wind omzetten in elektriciteit.

Het belangrijkste: de energieopbrengst
Als het om windenergie gaat wordt er veel gesproken over het aantal megawatt (MW). Ook doelstellingen van overheden worden vaak hierin uitgedrukt. Het voorgaande toont aan dat het aantal megawatts slechts een globale indicator zijn voor de daadwerkelijke prestatie van een windpark. Vele malen belangrijker is de energieopbrengst, de megawatturen die worden geproduceerd.

De hoeveelheid elektriciteit die een windmolen opwekt wordt veel meer bepaald door de afmeting van de rotor (wieken), dan door de generator die daar achter zit. Immers, de oppervlakte van de door de rotor bestreken cirkel is een directe maat voor de hoeveelheid wind die kan worden opgevangen en in energie kan worden omgezet. Ofwel hoe groter en langer de wieken, hoe meer wind wordt opgevangen en omgezet in elektriciteit.

Het doel van de initiatiefnemers van De Drentse Monden en Oostermoer is om met behulp van gedegen onderzoek een goede balans te vinden tussen energieopbrengst, inpassing van de windmolens in de omgeving en een rendabele exploitatie. Dat onderzoek vindt nu plaats in de vorm van een milieu-effectrapportage (MER). Het aantal megawatts dat uiteindelijk wordt gebouwd – er wordt door de gezamenlijke initiatiefnemers uitgegaan van een totaal met een bovengrens ergens tussen de 450 en de 600MW - is daarom voor het eindresultaat wat minder relevant en een afgeleide van dat onderzoek. Veel interessanter is het aantal windturbines dat nodig is om de gewenste energieproductie - de megawatturen – te realiseren.

Raedthuys nieuws