Windmolen zonder wieken levert meer energie op

Wie altijd dacht dat een windmolen wieken nodig had om energie te produceren mag gaan omdenken: ingenieurs van Vortex Bladeless lieten zich inspireren door trillingen, die wind kan veroorzaken in constructies Ooit stortte daardoor zelfs een brug in. Het resultaat: de energie-asperge. 

Een nieuwe windturbine zonder bladen die efficiënter is, minder visueel indringend en veiliger voor vogels. Daar zijn zelfs de meest uitgesproken critici van de Britse windenergie-industrie positief over. De RSPB en de Campaign to Protect Rural England (CPRE), spraken eerder beiden hun bezorgdheid uit over de gevolgen van windparken op industriële schaal voor het landschap en de natuur. Ze zeiden dat de nieuwe turbine goed nieuws voor vogels is en de potentie heeft om ook in steden windenergie mogelijk te maken.

Het gestroomlijnde ontwerp van de windmolen zonder wieken bevat geen uitwendig bewegende delen, waardoor deze vrijwel geruisloos is en minder gevoelig voor trillingen. Vortex Bladeless, de Spaanse ontwikkelaars van de turbine, hoopt dat deze voordelen uiteindelijk zouden kunnen bijdragen tot een levensvatbare markt voor windenergie voor consumenten.

“Windturbines zijn nu te lawaaierig en te groot voor de achtertuin van mensen”, zegt David Suriol, die samen met Raul Martin en de uitvinder van de turbine, David Yáñez, het bedrijf mede-oprichtte. “We willen het opwekken van windenergie naar de huizen van mensen brengen, zoals zonne-energie.”

Energie uit resonantie

De nieuwe ontwikkeling maakt gebruik van de wetenschappelijke principes van natuurlijke frequentie en vorticiteit. Daardoor oscilleert de turbine in wervelende lucht van de wind die om de mast heen blaast. Zo bouwt de kracht dan exponentieel op als ze de natuurlijke resonantie van de structuur bereikt. Het is een krachtig effect dat beroemd is geworden door de ineenstorting van de Tacoma Narrows-brug in 1940. Die beelden inspireerden Yáñez om te proberen een structuur te bouwen om deze energie positief te gebruiken in.

“De beste windturbine haalt ongeveer 50% energie uit de wind”, zegt Suriol. “We zitten op bijna 40% met bladloze turbines in ons windtunnel laboratorium.”

De turbine “drijft” op magneten, die een significante versterking van de oscillatie mogelijk maken. Omdat er geen wrijving is zijn er geen dure smeeroliën of mechanische onderdelen nodig en is het onderhoud minimaal. Dus zelfs als nieuwere conventionele turbines steeds meer energie opwekken, beweert Vortex Bladeless dat de efficiëntie van hun ontwerp het altijd goedkoper zal maken, op welke schaal dan ook.

“We gebruiken minder onderdelen, dus de productiekosten en de operationele kosten – inclusief onderhoud, landverhuur en administratie – zullen de helft goedkoper zijn”, voorspelt Suriol. Dat geldt ook voor de geplande 150 meter hoge bladloze turbine met een megawatt vermogen, in vergelijking met de meest voorkomende driebladige turbines van windparken op land. “We schatten dat we 40% goedkoper kunnen zijn dan conventionele windturbines, per opgewekte megawatt.”

In ontwikkeling

De nieuwe turbines zijn al een tijd in ontwikkeling en zijn nog niet te koop. Tot begin 2021 worden ongeveer 100 exemplaren geproduceerd, die over de hele wereld worden gedistribueerd. De gebruikers zijn ngo’s, universiteiten, onafhankelijke laboratoria, gemeenten, natuurparken en partnerbedrijven. Het doel is om metingen te verkrijgen, hun gedrag op verschillende locaties en soorten installaties te bestuderen en meetgegevens te genereren waarmee de apparaten kunnen worden verbeterd. Ook wordt zo gekeken hoe de turbines zich in een gebouwde omgeving gedragen.

De volgende logische stap zou zijn om de steekproef te vergroten en deze kleine windmolen zonder wieken in handen van de eindgebruikers te geven. Voor dit doel zijn er plannen voor een tweede en misschien zelfs derde openbare bèta serie, van tussen de 1.000 en 10.000 eenheden, waar iedereen een Vortex Nano-apparaat kan aanvragen om het te testen, ons er feedback op te geven en onderdeel te worden van het Vortex Bladeless project als bètatester. Voor deze fase is echter nog geen datum bekend.