Alg. informatiebrochure 11-10-2014 1
WindInvenT windmolens en modulaire windenenergiesystemen 2
Verschil in energieopwekking door windenergie en zonne-energie 11-10-2014 3
Verschil in energieopwekking windenergie en zonne-energie. (links) een situatie met 100% PV en (rechts) dezelfde situatie met 100% windenergie. Een aanname is gedaan m.b.t. het energieverbruik van een willekeurig bedrijf: ca. 10.000 kwh. Met in dit geval een hoger energieverbruik in de winter. Bij PV de situatie een overschot aan energie. Bij windenergie volgt de opwekking ongeveer de energievraag. Zonne-energie Windenergie Conclusie: Opwekking van windenergie loopt in dit geval beter in de pas met de energie-vraag. Het procentuele aandeel alternatieve energie kan veel groter zijn voordat er energie moet worden teruggeleverd aan het net. -> Dit is pure milieuwinst en tevens financiële winst. Voor het zoveel mogelijk conformeren aan de energievraag kan een combinatie van PV en windenergie nog doeltreffender zijn. Met het WI-rekenmodel kan worden vastgesteld wat de meest ideale verhouding is voor energieopwekking door PV en wind. 11-10-2014 4
Verschil in energieopwekking: grote windmolens versus kleine windmolens Negatief: Grote visuele impact op omgeving Impact geluid op omgeving Hoge aanschafkosten Transport energie over grote afstanden Investering risico (stilstand, schade) Lange terugverdientijd Bij groot windaanbod - terugtoeren conventionele energiecentrales Positief: Opwekking grote hoeveelheid energie Perfecte tegenhanger van zonne-energie Negatief: Opwekking kleine hoeveelheid energie Lange terugverdientijd Positief: Geringe visuele impact op omgeving Geringe impact geluid op omgeving Geringe aanschafkosten Transport energie over kleine afstand Investeringsrisico gering Perfecte tegenhanger van zonne-energie 11-10-2014 5
Verschil in energieopwekking: grote windmolens versus WI-windenergiecentrales Negatief: Grote visuele impact op omgeving Impact geluid op omgeving Hoge aanschafkosten Transport energie over grote afstanden Investering risico (stilstand, schade) Lange terugverdientijd Bij groot windaanbod - terugtoeren conventionele energiecentrales Positief: Opwekking grote hoeveelheid energie Perfecte tegenhanger van zonne-energie Negatief: Afhankelijk van het betreffende gebouw mogelijk de visuele impact Positief: Grote energie opbrengst Goede integratie met bestaande / nieuwe bouw Relatief geringe aanschafkosten Investering stapsgewijs vanwege modulair systeem Transport energie over kleine afstand Energieopslag prima mogelijk Perfecte tegenhanger van zonne-energie Stilstand volledig systeem vrijwel onmogelijk Geringe impact geluid op omgeving 11-10-2014 6
principe en werking van WindInvenT windenergiesystemen 7
De unieke WindInvenT Rotor De techniek: - Pitch-regeling - Fiber propellorblad - Winglet Het resultaat: - Hogere efficiency bij lage windsnelheid, - veel betere opbrengst bij turbulente wind, - en hogere jaaropbrengst dan gemiddelde kleine windmolens Rood = De maximale energie aanwezig in de wind Blauw = Wat kan de gemiddelde windmolens maximaal omzetten in nuttige energie Groen = Wat kan de WindInvenT molen maximaal omzetten in nuttige energie 11-10-2014 8
Pitch-regeling en Turbulente wind - Turbulentie is op elk dak aanwezig. Soms tot zeer sterk. Een standaard windmolen kan de energie uit turbulente wind niet omzetten in werkzame energie. Dit kan de WindInvenT windmolen wel door de Pitch-regeling. - Hieronder een voorbeeld van een plat dak. De windsnelheden in km/u worden gemeld in de gekleurde vlakken. De werkzame energie in de wind gaat tot de derde macht van de windsnelheid. Een WindInvenT windmolen kan met deze omstandigheden omgaan. *Note: gemiddelde windsnelheid grondniveau: 8km/u 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 10,3 12,1 14,0 15,8 18,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 17,8 20,0 20,5 20,4 19,9 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 18,0 19,0 24,0 25,9 20,3 20,0 19,0 18,0 17,0 16,0 17,7 17,7 18,6 18,5 8,7 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 19,4 16,7 16,6 5,7 6,7 11-10-2014 9
Het WindInvenT windenergiesysteem bestaat uit meerdere windmolens. Elke windmolen is een exacte copy. De rotordiameter varieert afhankelijk van de locatie en energievraag. De generator is van het permanent magneet principe. De generatoren zijn tot elk onderdeel te demonteren en te onderhouden. Aan de rotoras wordt de rotor (middels een mechanisch klemprincipe) bevestigd. Bij eventuele storing van een rotor of een generator kan deze in korte tijd worden uitgewisseld. Onderstaand een impressie van de generator zonder en met de ronde kunststof behuizing. 11-10-2014 10
Winddruk levert Horizontale kracht - De maximale windsnelheid die de windmolens draaiend kunnen accepteren is 7Beaufort. Daarboven worden ze uitgeschakeld. - Het oppervlak van een 2,5mtr rotor is 4,9m2. - De maximale winddruk op het draaiende oppervlak van 4,9m2 bij windkracht 7 is 700N (70kg) in horizontale richting. - Zodra de molens worden uitgeschakeld valt de horizontale kracht terug naar 180N (18kg) maximaal. - Ook bij windkracht 12 met uitgeschakelde molens overstijgt de horizontale kracht niet de 700N (70kg). 11-10-2014 11
Windroos In de windroos zijn de windrichtingen in klassen van 30 verdeeld. Voor iedere klasse in in drie Beaufortklassen aangegeven in hoeveel procent van de gevallen deze voorkwam (relatieve frequentie). De windroos heeft betrekking op het KNMI-station De Bilt. Vanwege de werking van de Pitch-regeling behoeft de generator/rotor niet de windrichting te volgen. Hierdoor is een modulaire opbouw van een windenergiecentrale mogelijk. Hoewel hierdoor +/- 25% van het windaanbod niet wordt benut zijn de financiële- en inbouw voordelen zeer groot, waardoor dit verlies ruim wordt gecompenseerd. 12
13
Het WindInvenT windenergieconcept is een modulair systeem. Er kan naar energiebehoefte worden gedimensioneerd van een stand-alone windmolen naar een systeem met meerdere windmolens tot energiecentrales voor volledige energie voorziening. 11-10-2014 14
Onderhoud en betrouwbaarheid systeem. 1. Modulaire systeemopbouw. Binnen de centrale is elke windmolen en elke omvormer identiek. 2. Bij defect van een windmolen wordt alleen deze windmolen uitgeschakeld. 3. Een complete windmolen, omvormer of rotor kan in korte tijd worden uitgewisseld. In de meeste gevallen kan de rest van het systeem gewoon doordraaien. Effectief opbrengstverlies is vrijwel nihil. 4. Op 1 omvormer worden 1 of 2 molens aangesloten. Kans op uitvallen van meer dan 2 molens tegelijk kan vrijwel worden uitgesloten. 5. Enig te verwachten onderhoud / reden van falen in normale bedrijfsomstandigheden kunnen de lagers zijn. 11-10-2014 15
Technische specificaties WindInvenT windenergiecentrale Algemeen Min/Max temperatuur 20 C 75 C Turbine kop gewicht (kg) / st 35 Output Nominaal vermogen (Watt) 6000 Watt / windmolen Maximum vermogen (Watt) 10000Watt / windmolen Output windsnelheid (m/s) 10 Opstartsnelheid (m/s) 2,5 "Cut-out" snelheid (m/s) 15 Turbine Aantal turbines per systeem Variabel, naar energiebehoefte Type horizontale as, instelbare pitch Materiaal RVS, Aluminium Diameter turbine (mtr) 2,5 4,0 Kleuren Standaard Zwart, Wit, Grijs Aantal bladen 2-3 Bladtype Extrusie profiel met winglet Bladmateriaal Koolstof + glasvezel Rotoroppervlak max (mtr) 12,5 m2 Vleugeltip snelheidsratio 5 Constructie Draagsysteem Thermisch verzinkt staal / aluminium Lengte (mtr) variabel, naar energiebehoefte Fundament Industrieplaat, dakankers, beton platen Fundament afmetingen Afhankelijk van ondergrond en systeem 11-10-2014 16
Door het modulaire windmolensysteem zijn er diverse toepassingsmogelijkheden; van een stand-alone windmolen tot een windenergiesysteem en centrale. In deze brochure zijn enkele mogelijkheden opgenomen ter illustratie: Windergy Tree Windergy Powerplant Windergy Pole Windergy Chimney 17
Windergy Tree windenergiesysteem Staalconstructie in de vorm van een boom In de kruin een windmolencentrale (70.000 120.000 kwh/jr, afh. van locatie en afmeting) 18
Windergy Tree windenergiesysteem Impressie energiebomen op parkeerterrein 19
Windergy Powerplant windenergiesysteem Modulair systeem voor dijklichaam. Afmeting naar energiebehoefte (Per windmolen ca. 9 /10.000 kwh/jr, windregime gem. 5 m/s, diam. 4 mtr.) 20
Windergy Powerplant windenergiesysteem Principe opbouw 2 zonder lamellen ombouw. B.v. toepassing op bestaande gebouwen Modulair systeem, afmeting naar energiebehoefte 21
Windergy Powerplant windenergiesysteem Principe opbouw, geïntegreerd in gebouw Modulair systeem, afmeting naar energiebehoefte 22
Windergy Powerplant windenergiesysteem Principe opbouw modulair systeem op kantoorgebouw, afmeting naar energiebehoefte 23
Windergy Powerplant windenergiesysteem Principe opbouw modulair systeem op kantoorgebouw, afmeting naar energiebehoefte 24
Windergy Pole windenergiesysteem Type Stand-alone, evt. i.c.m. PV panelen 25
Windergy Pole windenergiesysteem 1 3 turbines aan een mast Wendbaar in windrichting of vaste opstelling in zuidwestrichting 26
Windergy Powerplant windenergiesysteem Principe inbouwmodel in hellend dak (ook woningbouw) en als dakopbouw op platte daken Modulair systeem, afmeting naar energiebehoefte Lamellenombouw 27
Milieu: - Gebruikte energie om de centrale te produceren.-> Binnen 1 jaar opgewekt. - Levensduur -> Doel langer dan 20 jaar. - Geen gebruik van vervuilende materialen. - 100% Recycling van onderdelen. - 100% Recycling van materialen. - 100% energie direct bruikbaar. - Geen energie naar het grid. - Geen energie verliezen in het systeem. - Gebruikte materialen: RVS, Aluminium, koper, Epoxyhars, Magneten -> Alle materialen voor 100% te recyclen. - Consumables: Lagers, afdichtingsrubbers. Lager materialen zijn 100% recyclebaar. - Voor onderhoud zijn alle onderdelen los te halen via schroefverbindingen. Consumables vervangen + eventuele beschadigde delen. - Geen slijtende onderdelen in de Generator. Op termijn vervangen van lagers. - Er wordt geen gebruik gemaakt van enig vervuilend materiaal. - De energie opwekking loopt in de pas met het energieverbruik. Nagenoeg alle energie kan hierdoor 1:1 worden gebruikt. - Aangezien alle energie vrijwel direct wordt gebruikt is het niet noodzakelijk om energie naar het grid te sturen. - Alle restwarmte die geproduceerd wordt kan worden gebruikt om het pand direct te verwarmen. Er is dus nauwelijks energie verlies. 11-10-2014 28
www.windinvent.com WindInvenT R & D / werkplaats Fierloos Engineering Polsteeg 1 Deil N.M. Fierloos 06 558 90 740 info@fierloosengineering.nl info@windinvent.com WindInvenT Onderdeel Bouwbureau IBW Goes Middelburgsestraat 31 4461 EG Goes W.H. Gerritsen van der Hoop 0113 212190 06 534 15 272 info@ibwgoes.nl info@windinvent.com 29