Waarom een windturbine meer kan opleveren als hij scheef in de wind staat

In dit artikel:

Onderzoekers van MIT, Princeton University en Queen’s University hebben ontdekt dat windturbines tijdens een scheve windinval meer vermogen kunnen leveren door hun rotatiesnelheid aan te passen. Turbines zijn meestal niet exact op de wind gericht, omdat de wind voortdurend draait en de installatie tijd nodig heeft om daarop te reageren. Met een aangepaste regeling kan het vermogensverlies door die verkeerde uitlijning gedeeltelijk worden beperkt.

De aanpassing verandert de zogenoemde tip-speed ratio: de verhouding tussen de snelheid van de bladpunten en de windsnelheid. In bepaalde omstandigheden presteert een scheef op de wind gerichte turbine daardoor beter dan een vergelijkbare turbine met de traditionele regeling. De extra opbrengst komt dus niet door de scheve stand zelf, maar door een slimmere combinatie van uitlijning, bladhoek en rotatiesnelheid.

De onderzoekers testten hun aanpak met een modelturbine van 15 centimeter in een hogedrukwindtunnel. Bij een druk tot 240 atmosfeer gedraagt de lucht zich voor het kleine model vergelijkbaarder met de stroming rond grote turbines buiten. Zo konden zij het effect betrouwbaarder meten dan met een gewoon verkleind model.

Volgens de onderzoekers kan de aanpak bestaande windparken mogelijk tienduizenden dollars extra omzet per turbine per jaar opleveren, zonder nieuwe rotoren, generatoren of complete turbines te bouwen. Daarnaast bevestigden de proeven een nieuw MIT-model dat het gedrag van turbines onder verschillende omstandigheden voorspelt en op een gewone laptop kan draaien. Dat kan de ontwikkeling versnellen, omdat dure en langdurige praktijktests deels kunnen worden vervangen door gecontroleerde experimenten en snelle simulaties.