~NFORMAT~E BOEKJE De netgekoppelde WINDMOLEN van de firma Lagerweij v/d Loenhorst Gardenbroekerweg 175 3774 JD Kootwijkerbroek Tel. 03423-2265 Uitgave: Stichting Energie Anders le Druk mei 1980 2e Gewijzigde, druk,februari 1981 Omslag ontwerp: Gerard Groenendijk Druk: Tripiti. Rotterdam isbn 90 70-451 03 4
Bij de 2e druk E~ij het tot stand komen van deze 2e druk van het informatieboekje over de netgekoppelde windmolen van de firrna Lagerwey & Van der Loenhorst, zijn een aantal noodzake~ijke wijzigingen doorgevoerd. Er zijn aan de molen diverse verbeteringen aangebracht die bet nodig maakten om ahe afbee~dingen en een deel van de tekst te herzien. De meest in het oog Iopende verandering is die van het wiekenstelsel. Er wordt nu gewerkt met drie, in piaats van twee, wieken. De toevoeging van de derde wiek was nodig om de trillingen in de kop van de molen te verminderen. Tevens is gebleken dat in de ruwere windregimes, zoals dicht bij de kust, konstruktief sterkere krui-instal~aties gebruikt moeten worden. De prijs van de molen is hierdoor gestegen, daarom is bet hoofdstuk over de ekonomie van de molen herschreven. Er bestaan plannen nog meet wijzigingen in de molen door te voeren. Een andere torenkonstruktie en krui-inrichting worden overwogen. Hoek van Holland, januari 1981 ST~CHTING ENERGIE ANDERS Jip Lenstra
De verbindingskonstruktie tussen de molenas en de wieken.
ia een aanta ~ een onteerd.. -installatie automatisch bedienbaar te maken is het mogelij tuaties vanzelf uit de wind te laten draaien. =n de thermische beveiliging ~ spanningsafwijkingen. an de krui-inric~ting is eveneens mogelijk.
De mast De windmolen moet boven de obstakels uitsteken die in de direkte omgeving altijd wel aanwezig zijn. Verder is het belangrijk om de windmolen zo hoog mogelijk te plaatsen, omdat de windsnelheden toenemen met de hoogte. Om in verschillende situaties een molen op de voordeligste hoogte te kunnen leveren, is de mast uitgevoerd in stukken van 6 meter lengte. De masten zijn daardoor 12 of 18 meter en zonodig nog hoger. De mast is net als alle stalen onderdelen van de installatie, zwaar verzinkt en daardoor onderhoudsvrij. De mast en de tuistangen moeten bevestigd worden op een fundament. Her fundament en de uitvoering van dit fundament zullen afhanketijk zijn van de hoogte van de molen en de grondsoort waarop gewerkt moet worden. Een 18 meter hoge molen zal op een slappe ondergrond (bijvoorbeeld veen) onderheid moeten worden, terwijl op wat vastere grond meestal kan worden volstaan met een fundering in de vorm een een groot betonblok. De tuistangen Iopen van de hoekpunten van de vierkante fundering naar de mast. Per hoekpunt worden twee tuistangen toegepast; ~n naar een punt ongeveer in her midden van de mast en ~en naar een hoger punt. De stangen z~jn van verzinkt staal (afm. 5 cm x 1,5 cm). Een ongetuide mast is in ontwikkeling en kan begin 1981 in produktie worden genomen. De drie mastdelen worden in liggende positie samengevoegd tot een 18 meter lange mast.
van een van
De netkoppelingskast waarin ook de kontrole- en regelsystemen ondergebracht z~jn. 10
0 10 20 30 40 50 km Gemiddeldewindsnelheid of. (Fig. 1)
De gemiddelde windsnelheid Het hierbij afgebeelde kaartje (fig. 1) laat zien hoe groot de gemiddelde windsnelheid in Nederland is. Over het algemeen zal een windmolen alleen ekonomisch toepasbaar zijn in het gebied met een hogere gemiddelde windsnelheid dan 0,5 m/s. De verschillen lijken klein, maar zij hebben een grote invloed op de opbrengsten van de molen. De hoeveelheid energie die uit de wind gehaald kan worden is namelijk evenredig aan de derde macht van de windsnelheid V 3. Een en ander is goed te zien in het grafiekje (fig. 2). Op de horizontale as is de windsnelheid uitgezet en op de vertikale as het opgewekte vermogen. vermogen kva 15 14 -,~1,5 kva generator 12 10 generator 6 4 2 2 4 6 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 windsnelheid in m/s (Fig. 2) Relatie windsnelheid-vermogen. Er bestaat een rechtstreeks verband tussen de gemiddelde windsnelheid en de opbrengst van de molen. Een en ander is weergegeven in het hierbij afgebeelde kaartje (fig. 3), zodat u op eenvoudige wijze kan schatten wat de molen in uw streek zal opleveren bij plaatsing in het open veld. 12
~nvloed van de omgeving op de opbrengst Lang niet altijd zal de molen in het open veld geplaatst kunnen worden. Om toch een redelijk betrouwbare schatting van de opbrengst te kunnen maken, hebben we aan de hand van praktijkervaringen een opbrengstfaktor vastgesteld voor verschillende bebouwingsdichtheden. Fig. 4 geeft aan hoe hoog die faktor ~s voor verschillende situaties. Hoewel hogere plaatsing van de molen de opbrengst kan verbeteren, kan het negatieve effekt van de bebouwing in de omgeving toch moeilijk teniet worden gedaan. De wind wordt namelijk tot op grote hoogte afgeremd door de "ruwheid" van de bebouwi.ng. relatie opbrengst-bebouwingsdichtheid (Fig. 4) open veld open landschap met boerderijen lage bebouwingsdichtheid (dorpen, bospercelen) stadsranden, langs bossen verstedelijkte gebieden, in bossen 0,9 0,8, 0,6 14
an stellif besparing in Rott~ Het is echter wel nuttig om zelf eerst een globale indruk te ~ de toepassing. Met een eenvoudige rekenmethode is een benaderingte van de molen. De gegevens die u hiervoor nodig heeft zijn de volgende: an de e kon A) De opbrengst van de molen in uw streek.. Hiervoor vormt de in het vorige hoofdstuk beschreven opbrengstenkaart het uitgangsp B) De bebouwingsdichtheid van de omgeving. Hiervoor kan de faktor gehanteerd worden zoals die opgegeven is in de tabel hoofdstuk. C) De benutbaarheid van de geproduceerde energie. lastig is om deze faktor te berekenen geven wij enige voorbeelden: Kontinubedrijf met een voortdurend afgenomen vermogen dat groter is dan dat molen: 100 -- Een gewoon bedrijf of utiliteitsgebouw met een afgenomen vermogen dat groter dan dat van de molen, maar slechts 40 uur per week: 0,25,0,30 -- Een groep van 25 woningen, zonder boilers of elektrische-verwarming: 0,4 0,5 D) De prijs van de verbruikte elektriciteit. Bedrijven betalen meestal minder dan partikulieren. Variaties : zijn daardoor mogel!jk. Her gemiddelde kleine bedrijf betaalt n excl. BTW. Part kulieren: f0,25 incl. BTW. Grote bedrijven betalen minder bedrijven: " E) De prijs die door het energiebedrijf aan u betaald wordt voor de teruggeleverde elektriciteit. Op dit moment ongeveer f 0,08 per kwh excl.~ BTW. F) G) H) Zie hiervoor verderop (let op de BTW). De fu nderi ngskosten. Dit moet u door een aannemer laten doen, of zeff maken. Soms moet de molen onderheid worden met palen. De kosten.van de fundering vari6ren zeer sterk (f 5.000,-- is toch wel het minimum). Overige kosten. De kosten voor de elektrisch installateur en de eventuele kosten van een extra kwh-meter. De transportkabel tussende molen en de aansluiting incl. aanleg. Eventueel: advieskosten. 15
Bedrijven kunnen gebruik maken van de Wet Investerings Rekening. Van deze wet wordt een deel van de investeringen terugbetaald. Meestal is deze terugbetaling maximaal 33%. Partikulieren kunnen niet van deze regeling gebruik maken. Een dergelijke regeling voor non-profit organisaties is in de maak. AI deze gegevens kunnen in het volgende schema worden ingevuld. Er komt dan een getal uit wat we de Eenvoudige Terugverdientijd noemen. Er is g~en rekening gehouden met rente en onderhoud. Daarom moet het getal laag blijven. Veel bedrijven vinden een investering pas rendabel als de terugverdientijd korter is dan 5 jaar! Terugverdientijd (jaren): F+G+H-I AxBxCxD+AxBx(1-C) xe A in kwh/jaar D in guldens E in guldens F in guldens G in guldens H in guldens I in guldens Voorbeeld: Een tuinbouwbedrijf dat kasverlichting toepast. (Hierdoor een vrij hoge benutbaarheid van de geproduceerde energie, stei 60% (0,6). Vestigingsplaats ergens in de kustprovincie. Veel kassen in de omgeving, hierdoor is de bebouwingsfaktor vrij laag (0,8): A = 27.000 kwh B -0,8 C - 0,6 D - f 0,21 E - f 0,08 F = f 46.365, G - f 5.000,-- H - f 1.000, I -f 15.709,50 (30%) De terugverdientijd wordt dan ruim 10 jaar. Vanzelfsprekend is bet mogelijk om de verhouding tussen het gebruik en de verkoop van de geproduceerde elektriciteit te verbeteren. Voor energie die anders in de vorm van aardgas verbruikt wordt, kan vaak eenvoudig elektriciteit worden toegepast. Zo kan een geiser of gasboiler worden vervangen door een eiektrische boiler. Normaal gesproken zal dit duurder zij n, omdat gas goedkoper is dan elektriciteit. Echter, als de boiler zo geschakeld kan worden dat ze al.leen werkt als er windenergie teveel is, ligt de zaak anders omdat de teruggeleverde elektriciteit zo slecht betaald wordt. 1 MJ (Mega joule) energie uit aardgas kost tussen de 4 ct en 1,6 ct, afhankelijk van het rendement van bet verbrandingstoestel (gasboiler + 4 ct, geiser + 2,6 ct, c.v.-ketel -*- 1,6 ct). 1 MJ warmte van elektriciteit (weerstandsverwarming) kost bij een terugleveringsprijs van 8 ct/kwh slechts 2,2 ct. Hieruit kan dus gekonkludeerd worden dat warmtapwater-produktie d.m.v, windenergie voordeliger is dan terugleverir~g tegen een vergoeding van 6 ct/kwh. Meestal zal bijverwarming met elektriciteit in deze situatie ook voordeliger zijn dan stookolie- of propaangasverwarming. Toch is "laag thermische" toepass~ng van elektriciteit maatschappelijk nauwelijks gewenst. Beter zou het zijn om kombinaties met een elektrisch aangedreven warmtepomp te overwegen. 16
Vergunning e.do Tal van juridische en bestuudiike problemen kunnen zich voordoen. Het is dan ook verstandig om bij de volgende punten even stil te staan: Voor het opbouwen van de molen is een ~g nodig. De tekeningen die voor het aanvragen van de vergunning nodig zijn, kunnen worden geleverd door de fabrikant. Bij het verlenen van een bouwvergunning kunnen problemen ontstaan met omwonenden en met de zogenaamde "welstandskommissie". in de meeste gevallen za! de molen onder de hinderwet vallen. Een vergunning moet aangevraagd worden. AIs de bouw van de molen in strijd is met bepalingen in he~n, bijvoorbeeld in verband met de maximaal toegestane bouwhoogte, dan zal een vergunning meestal worden geweigerd. Het enige wat hieraan gedaan kan worden, is het uitoefenen van politieke druk om ontheffing van die bepalingen te verkrijgen. Licht de omwonenden in over uw plannen. Leg uit dat de molen slechts een zoevend geluid maakt dat verder niet hinderlijk is. Overtuig ze van de deugdelijkheid van de konstruktie door te wijzen op de verkregen bouwvergunning. Bij het verlenen van deze vergunning wordt de konstruktie namelijk gekontroleerd. Verzeker u nochtans tegen wettelijke aansprakelijkheid. -- Verzeker de windmolen tegen brand en blikseminslag vanaf het moment van plaatsing. Overweeg terdege of de vrije aanstroming van de wind gedurende de afschrijvingsperiode gehandhaafd blijf.t (bestemmingsplannen, groeiende bomen, enz.). 18
Prijzen (januari 1981 excl. B.T.W.) Windmolenkop 10 of 15 kva... Mast 18 meter met tuistangen... Mast 18 meter zonder tuistangen... Mast 24 meter met tuistangen... Mast 24 meter zonder tuistangen... Synchronisatiekast... f 31.185,-- f 11.550,-- f 13.550,-- f 15.500, f 17.500,-- f 3.630, Plaatsing op basis van nakalkulatie (3 man & f 50,-- per uur plus de kosten van een kraan). Levering door derden: fundering installatie door erkend installateur Garantie Op de gehele installatie wordt een garantie gegeven van 1 jaar voor wat betreft fabrikagefouten. De tandwielkast en de generator worden een half jaar gegarandeerd (alleen onderdelen). De molen als zodanig wordt 5 jaar lang gegarandeerd op stormvastheid tot windsnelheden van 40 m/s. Uitgesloten wordt stormschade veroorzaakt door vaste bestanddelen in de lucht (zoals takken, dakpannen enz.). Onderhoud Aan de molen moet jaarlijks enig licht onderhoud worden gepleegd. Het beste is om ieder jaar, bij voorkeur in de zomer, een monteur van de firma Lagerwey v/d Loenhorst te laten komen. Deze kan dan de olie van de versnellingskast verversen en een aantal belangrijke onderdelen inspekteren. " Na een periode van 10 jaar zal de molen waarschijnlijk gereviseerd moeten worden. Alle lagers i zijn dan in principe aan vervanging toe; daarom zal de gehete molenkop gedemonteerd moeten [ worden. De kosten die met dit onderhoud gemoeid zijn, zijn sterk afhankelijk van de reis- en transportkosten voor monteurs en materieel. 20