Naar aanleiding van de discussie rond de windturbines langs de A73 worden op deze pagina enkele zaken verduidelijkt. Allereerst de theorie, daarna de praktijk.

Grotere turbines, meer stroomopbrengst. De theorie.

 

De afgelopen decennia heeft technische innovatie ervoor gezorgd dat turbines groter zijn geworden. Doordat deze turbines meer wind opvangen, kunnen zij ook meer stroom opwekken. De hogere turbines hebben langere rotorbladen (wieken) en een hoger vermogen. Per turbine wordt veel meer elektriciteit opgewekt dan voorheen. Bij een twee keer zo grote rotordiameter neemt het vermogen vier keer zoveel toe. Wanneer de windsnelheid verdubbelt, is het vermogen uit wind acht keer zo groot. Hoger in de lucht waait het harder, dus het windvermogen neemt snel toe naarmate de windturbine hoger is. Bovendien is er minder turbulentie (draaiwinden) op grotere hoogte. Dat komt door de invloed van gebouwen, bomen en andere landschapselementen.

Vollast-uren

De opbrengst van een molen wordt bepaald door het vermogen van de windmolen enerzijds en de hoeveelheid wind die de windmolen opvangt anderzijds. De windopbrengst van een windmolen wordt vaak uitgedrukt in vollast-uren. Eén vollast-uur staat voor één uur waarin de molen op vol vermogen heeft gedraaid. Als bijvoorbeeld een 10 MW-(megawatt)- windmolen in een jaar 20 MWh (megawatturen) heeft opgewekt, dan kun je zeggen dat deze molen 2.000 vollast-uren heeft gedraaid. Het aantal vollast-uren is dus een term die wat zegt over de hoeveelheid ‘opgevangen’ wind op een bepaalde locatie. De hoeveelheid wind die een windmolen opvangt, is ook afhankelijk van de locatie. Er zijn gebieden met veel wind of weinig wind (windluw).

Vermogen

Moderne molens hebben een vermogen van 8 MW tot 12 MW. De efficiency van de windturbine wordt bepaald door de windsnelheid. De startsnelheid van een molen is een windsnelheid van 3 meter per seconde (m/s). Het beste rendement wordt behaald bij 12 m/s. De molen wordt stopgezet bij 22 m/s. Elke windturbine heeft een snelheidsbegrenzer. Waait de wind te hard, dan stopt men de windmolen. Laat men een windmolen toch draaien bij een windkracht boven de 11, dan kan serieuze schade ontstaan. 9 tot 12 MW-molens aan land kunnen bij optimale opbrengst 20.000 MWh aan energie leveren. Dit is voldoende voor enkele duizenden huishoudens.

Windarm

Het gebied waar wij wonen is windarm. Aan de kust is er veel meer wind, het dubbele van Nijmegen. Nijmegen en omstreken is het meest windluwe gebied van Nederland. Op zee is de meeste wind. In het binnenland is relatief gezien de minste wind. Toch worden windlocaties in het binnenland steeds interessanter. Gezien de windluwte van onze omgeving moet men hoge molens maken willen deze goed renderen.

Nieuwe termen

Een gemiddeld gezin stookt 8 tot 10 KWh (kilowattuur) per dag. Dat is dus ongeveer 3.000 KWh per jaar, dat ook geschreven wordt als 3 MWh (megawattuur) per jaar. Om het moeilijk te maken is de KWh die iedereen kent van de stroomrekening ouderwets geworden. In plaats daarvan gebruikt men MJ (spreek uit megajoel). 1 KWh = 12 MJ. Tegenwoordig spreekt men vaak ook van terajoel. 1TJ = terajoule = 1012 joules of 278 MWh. Het is een maat die momenteel veel wordt gebruikt in energietabellen. Honderd gezinnen gebruiken ongeveer 1 TB energie. Een ruwe schatting van het energiegebruik van Nijmegen is 500 TB.

 

De praktijk in Nijmegen-Noord

In Nijmegen-Noord is in april 2016 de bouw van het Windpark Nijmegen-Betuwe van start gegaan. In oktober waren de molens afgebouwd en eind van het jaar waren ze in bedrijf.

De vier molens zijn van het type Lagerwey L100-2.5 MW. Met een masthoogte van 99 meter. De hoogte inclusief wieken is 150 meter. De rotorbladen zijn 100 meter lang. De molens staan binnen de gemeentegrens langs de snelweg A15 en zijn geluidsarm. Dit laatste is ook de ervaring van de diverse bezoeken die we de afgelopen anderhalf jaar hebben gebracht aan het gebied. Bewoners die ‘onder de molens’ wonen, kunnen met een app-je naar de coöperatie de molen korte tijd stilzetten wanneer ze last hebben van slagschaduw.

Kostenefficiëntie

De energie die nodig is voor de hele levenscyclus van deze molens (bouwen, plaatsen onderhoud, afbreken) wordt in drie tot zes maanden ‘terugverdiend’, de uitstoot van CO2 in ongeveer zes maanden. Daarna produceert de windmolen nog 15 tot 20 jaar schone stroom.

In Nijmegen-Noord is hiervoor de coöperatieve vereniging WindpowerNijmegen opgericht, een burgerinitiatief dat samen twee miljoen euro bij elkaar bracht voor de bouw. Sinds eind 2016 leveren deze molens energie voor ruim 7.000 huishoudens per jaar.

Eerste opbrengsten

In 2018 was de opbrengst van de vier molens van Windpark Nijmegen-Betuwe totaal 21.562 MWh. Dit is nagenoeg gelijk aan de jaarproductie in het startjaar 2017. Dit ondanks dat de jaren 2017 als 2018 te boek staan als matige windjaren. Terwijl de windopbrengst achterbleef - net als bij alle andere windparken in Nederland - was de productie boven het verwachtingsscenario. Molens boven land kunnen wel degelijk efficiënt zijn. De productie van de windturbines wordt door het CBS bijgehouden met een zogenaamde Windex naar gelang het langjarige gemiddelde. Gecorrigeerd met deze Windex komt de productie van dit windpark over het gehele jaar op 99,1 procent. De coöperatie overweegt een vijfde windmolen te plaatsen vanwege het succes.

Het rijtje windmolens in Nijmegen-Noord is inmiddels algemeen geaccepteerd. Ze horen er gewoon bij, vertellen aanwonenden. “Maar groter hoeven ze niet te zijn, hoor,” was de vervolgzin. Lawaaioverlast is er niet: “Nee, dan hoor je de A15 eigenlijk altijd.” Ook van de bromtonen, die in Duitsland bekend staan als het windturbine-syndroom kon niemand iets melden. Conclusie: een rijtje kleinere molens kan dus efficiënt zijn en maatschappelijk geaccepteerd.

Bericht maart 2020