Windenergie

Windenergie, vorm van energieomzetting waarbij turbines de kinetische energie van de wind omzetten in mechanische of elektrische energie die voor stroom kan worden gebruikt. Windenergie wordt beschouwd als een hernieuwbare energiebron. Historisch gezien wordt windenergie in de vorm van windmolens al eeuwenlang gebruikt voor taken als het malen van graan en het pompen van water. Moderne commerciële windturbines produceren elektriciteit door rotatie-energie te gebruiken om een elektrische generator aan te drijven. Zij bestaan uit een blad of rotor en een behuizing die gondel wordt genoemd en een aandrijflijn bevat bovenop een hoge toren. De grootste turbines kunnen 4,8-9,5 megawatt produceren, hebben een rotordiameter van meer dan 162 meter (ongeveer 531 voet) en zijn bevestigd aan torens van bijna 240 meter (787 voet) hoog. De meest voorkomende types windturbines (die tot 1,8 megawatt produceren) zijn veel kleiner; zij hebben een bladlengte van ongeveer 40 meter (ongeveer 130 voet) en zijn bevestigd aan torens van ongeveer 80 meter (ongeveer 260 voet) hoog. Kleinere turbines kunnen worden gebruikt om stroom te leveren aan individuele woningen. Windmolenparken zijn gebieden waar een aantal windturbines zijn gegroepeerd, waardoor een grotere totale energiebron wordt geleverd.

Lees meer over dit onderwerp

turbine: Beperkingen aan windenergie

Niet alle kinetische energie van de wind kan worden onttrokken, omdat er een eindige snelheid moet zijn als de lucht de schoepen verlaat. Het kan…

Windbronnen worden berekend op basis van de gemiddelde windsnelheid en de verdeling van de windsnelheidswaarden die binnen een bepaald gebied voorkomen. Gebieden worden ingedeeld in windkrachtklassen die variëren van 1 tot 7. Een windkrachtklasse van 3 of hoger (overeenkomend met een windkrachtdichtheid van 150-200 watt per vierkante meter, of een gemiddelde wind van 5,1-5,6 meter per seconde) is geschikt voor de opwekking van windenergie op utiliteitsschaal, hoewel er ook geschikte locaties kunnen worden gevonden in gebieden van klasse 1 en 2. In de Verenigde Staten zijn er aanzienlijke windbronnen in het Great Plains-gebied, alsook op sommige offshore-locaties. In 2018 was het grootste windmolenpark ter wereld de Jiuquan Wind Power Base, een reeks van meer dan 7 000 windturbines in de Chinese provincie Gansu die meer dan 6 000 megawatt aan stroom produceert. Een van de grootste actieve offshore-windmolenparken ter wereld, de London Array, beslaat een gebied van 122 vierkante km (ongeveer 47 vierkante mijl) in de buitenste benaderingen van het estuarium van de Theems en produceert tot 630 megawatt aan stroom. Hornsea One, dat in 2020 operationeel wordt en een oppervlakte van 407 vierkante km (ongeveer 157 vierkante mijl) beslaat nabij de kust van Yorkshire in Engeland, zal zelfs nog groter zijn en ongeveer 1.200 megawatt aan stroom produceren. Ter vergelijking: een typische nieuwe kolengestookte elektriciteitscentrale produceert gemiddeld ongeveer 550 megawatt.

In 2016 was windenergie goed voor ongeveer 4 procent van de totale elektriciteitsproductie in de wereld. De opwekking van elektriciteit door middel van wind is dramatisch toegenomen vanwege de bezorgdheid over de kosten van aardolie en de effecten van de verbranding van fossiele brandstoffen op het klimaat en het milieu (zie ook opwarming van de aarde). Van 2007 tot 2016 is de totale geïnstalleerde windenergiecapaciteit bijvoorbeeld vervijfvoudigd van 95 gigawatt tot 487 gigawatt wereldwijd. China en de Verenigde Staten bezaten in 2016 de grootste hoeveelheid geïnstalleerde windcapaciteit (met respectievelijk 168,7 gigawatt en 82,1 gigawatt), en in datzelfde jaar wekte Denemarken het grootste percentage van zijn elektriciteit op uit wind (bijna 38 procent). De windenergie-industrie schat dat het haalbaar is dat de wereld tegen 2030 bijna 20 procent van zijn totale elektriciteit uit windenergie haalt. Volgens verschillende ramingen kost windenergie slechts 2-6 cent per kilowattuur, afhankelijk van de locatie. Dit is vergelijkbaar met de kosten van steenkool, aardgas en andere vormen van fossiele energie, die variëren tussen 5 en 17 cent per kilowattuur.

De uitdagingen bij de grootschalige implementatie van windenergie zijn onder andere locatievereisten zoals de beschikbaarheid van wind, esthetische en milieuoverwegingen, en de beschikbaarheid van land. Windmolenparken zijn het meest kosteneffectief in gebieden met een constante krachtige wind; deze gebieden liggen echter niet noodzakelijkerwijs in de buurt van grote bevolkingscentra. Elektriciteitskabels en andere componenten van elektrische distributiesystemen moeten dus de capaciteit hebben om deze elektriciteit naar de consument te transporteren. Aangezien windenergie een intermitterende en inconsistente energiebron is, kan het bovendien noodzakelijk zijn energie op te slaan. Belangengroepen hebben hun bezorgdheid geuit over de mogelijke verstoringen die windmolenparken kunnen hebben op de fauna en het algemene esthetisch uitzicht. Hoewel windgeneratoren ervan worden beschuldigd vogels te verwonden en te doden, hebben deskundigen aangetoond dat moderne turbines een gering effect hebben op vogelpopulaties. De National Audubon Society, een grote milieugroep die in de Verenigde Staten is gevestigd en zich richt op het behoud van vogels en andere wilde dieren, is een groot voorstander van windenergie, op voorwaarde dat windmolenparken op de juiste plaats worden gebouwd om de gevolgen voor trekkende vogelpopulaties en belangrijke habitats van wilde dieren tot een minimum te beperken.