Kleine en middelgrote windturbines Technische aspecten

Vergelijkbare documenten
Kleine windturbines. Stand van zaken. infoavond KWT 23 september Karel Van Wyngene

WINDENERGIE : STROMINGSLEER

Wat is een kleine windturbine?

Microwindturbines TECHNISCHE FICHES. Dit document maakt deel uit van 4 fiches

Programma 19u30 Ontvangst en welkomstwoord 20u00 Toelichting recent onderzoeksproject (VUB en Erasmushogeschool) en testbank Greenbridge (Bart

Windenergie. Verdiepende opdracht

Windenergie:krachtontwikkeling en pitch-controle

Energiemanagement Windturbines

Tri-Eco, econologie in actie.

Kleine windturbines. Presentatie Kontich. Donderdag 13 november Van 13u30 tot 17 uur. Filip Arnou Green Energy Consult

Informerend gedeelte bij Omzendbrief LNE/2009/01 RO/2009/01: Beoordelingskader voor de inplanting van kleine en middelgrote windturbines

Windturbines. Energie in de wind Rotor is de motor. Zeeuwind. 07 April Voor meer informatie:

Alles in de wind. Over windenergie. Hoe werkt een windturbine? Tandwielkast vroeger en nu. Direct Drive

2 e bijeenkomst klankbordgroep 20 december

Introductie windenergiesector

WINDTURBINES (HE 11)

HELICON GREEN THEMA WINDENERGIE ENGINEERING Green Engineering, Helicon Opleidingen MBO Boxtel Auteur: Maarten Stassen Eindredactie: Antoinette Brugman

Test Rapport Montana

Oefentekst voor het Staatsexamen

Best beschikbare technieken in windturbine ontwerp

Eindexamen wiskunde B1-2 havo 2001-II

Windenergie Kleine windturbines. Gebouwde omgeving

Eindexamen wiskunde B1-2 havo 2001-II

Beleid voor kleine windturbines

Opschalen, saneren of vervangen

Wedstrijd alternatieve vormen van energie voor leden en niet-leden van de K VIV

WINDENERGIE : GENERATOREN

Opleiding duurzame gebouwen: ENERGIE

Opbrengstberekening Windenergie A16

Profielwerkstuk Windturbines

Opbrengstberekening Windturbines A16

Beleidsnotitie kleine windturbines 2008

Opbrengsten en Vollasturen

Texelse Bierbrouwerij effect nieuwbouw op naastgelegen windturbine

Eindexamen wiskunde B havo II (oude stijl)

Opbrengst- en turbulentieberekeningen Windpark IJmond Lijnopstelling windturbines Reyndersweg Velsen-Noord

Spiekbriefje Frisse Wind

Opbrengstberekening t.b.v. MER Windpark Deil. Inleiding. Berekening. Datum: 28 september 2016 Auteur: Steven Velthuijsen

1. BESCHRIJF HET PRODUCTIEPROCES VAN DE INGEDEELDE INRICHTING OF ACTIVITEIT Gedetailleerde beschrijving van de procedés.

Rapport Opbrengst Urban Wind Turbines Duurzame Energie Thuis, Frank Peetoom, juni 2008

Juridische en ruimtelijke aspecten

Waterkracht uit Getijdenbassins. Bedrijfsbezoek KIVI NIRIA

BEDRIJFSECONOMISCHE WETENSCHAPPEN master in de toegepaste economische wetenschappen: handelsingenieur: technologie-, innovatie- en milieumanagement

JERTS-studie rond kleine en middelgrote windturbines

Het reken- en meetvoorschrift voor windturbines 2010 (concept)

Examen HAVO. Wiskunde B1,2 (nieuwe stijl)

BLIX Consultancy BV. Hoe kies je de juiste windturbine voor je project

Als u zelf elektriciteit wilt opwekken, kan een kleine windmolen een mogelijkheid zijn.

PR contouren voor windturbine Vestas V90-3.0

Energiemanagement Windturbines

Top molen. Onderkant molen. Een korte beschrijving van wat je gedaan hebt: We hebben opgemeten hoe hoog de molen was met een geodriehoek.

WINDENERGIE : GESCHIEDENIS

INTERACTIE TUSSEN GEBOUW EN WINDAANBOD BIJ KLEINE

Examen HAVO. Wiskunde B (oude stijl)

Geluid. De norm: 47 db L den

Praktische toelichting rond grote en kleine windturbines. 7 april 2009 K. Dehertog (Evelop), Kelly Mermuys (POVLT,Proclam vzw)

Changing winds. Windmills.

NOTITIE BEREKENING INVLOED WP DE KOOKEPAN OP STRAALVERBINDING TELE2

Rotorontwerp en matching voor horizontale as windturbines

Wedstrijd alternatieve vormen van energie voor leden en niet-leden van de K VIV

Stand van zaken WINDTECHNOLOGIE

ONDERZOEK EXTERNE VEILIGHEID WINDTURBINE DE HOEF 14 TE LEUNEN. De heer G. van de Ligt. Definitief december 2015

[1] Profielwerkstuk natuurkunde Augustinianum Vwo 6. Het optimaliseren van het rendement van een windturbine. Max Weetzel Koen van Tuijl [2] [3] [4]

Energie opslag. Potentiële energie van water HUMSTERLAND ENERGIE. October 29, 2018 Opgesteld door: Walther L. Walraven

Resultaten testveld kleine windturbines Schoondijke

Opbrengstberekening t.b.v. MER Windpark Oostflakkee

Windenergie in Brussel

Risicoanalyse windturbine en primaire waterkering Windpark Spui 22 december 2015 Drs. Ing. Jeroen Dooper

Opbrengstberekening Piet de Wit

Windenergie. 1. Wat is windenergie? 3. Wat zijn voordelen, nadelen en risico s van windenergie?

Microwindturbines & Hybridesystemen

Informatie voor de welstandscommissie (Windpark Kabeljauwbeek-gemeente Woensdrecht)

Windturbines en slagschaduw Deventer

Monitoring windturbines pilot Energiek Wegdek

land- en tuinbouwbedrijf? Kelly Mermuys, POVLT (Proclam vzw) 26 november 2010

Zonnewind Geluidswal. Zonnewindgeluidswal. Rapportage WP2,3 en Delta N.V./Provincie Zeeland

INFORMATIEKRANT WIJ BOUWEN AAN UW TOEKOMST! Limburg win(d)t is opgericht door Aspiravi en LRM. WAT DOET LIMBURG WIN(D)T?

WINDENERGIE. Site karakteristieken. Lessenreeks Oostende. Luc Dewilde,

Eindexamen wiskunde B1 havo 2001-II

Het gebruik van energie wordt steeds meer. Dus zijn er ook meer bronnen nodig. Sommige gassen raken

Ontwerp windturbine. Jef Callebaut Pieter Coppens Herlien Declerck Alec de Zegher 3 e bachelor Elt Wtk

Wat is voor de doorsnee Nederlander het meest verstorend aan een windturbine die in de buurt wordt neergezet?

ASPIRAVI. Windpark Assenede

Opbrengstberekening WP Landtong Rozenburg

Gemaakt door: Zoë Op ten Berg, Amber Vermunt, Marlinde Oosterwijk, Lisa Pijnacker, Liselotte Prins, Kristi Francissen

windenergie worden steeds belangrijker Beyza

Windenergie in land- en tuinbouw. Kelly Mermuys, POVLT (Proclam vzw)

Onderzoek en ontwikkeling voor een kleinschalige windturbine met venturi en geluidsdemper

\ \ DE ROTOR. Om de wiek diameter te bepalen heb je de beginwindsnelheid


Duurzame energie voor alle huishoudens van gemeenten 's-hertogenbosch en Oss. 23 oktober 2017

Geluid van windturbines

Titel Opbrengstberekening t.b.v. CombiMER Windpark Oude Maas

Warmtepompen. Een introductie

De emissieterm uit het reken- en meetvoorschrift windturbines

KORTE, NIET-TECHNISCHE OMSCHRIJVING VAN HET VOORWERP VAN DE AANVRAAG.

Juridische en ruimtelijke aspecten

Modellering windturbines met Vision

Eindexamen havo wiskunde B pilot II

Formaat windmolens en effecten

Transcriptie:

Kleine en middelgrote windturbines Technische aspecten Karel Van Wyngene Power-Link, Universiteit Gent 1

Inhoud - Vermogen in de wind - Types windturbines - Aanbod kleine en middelgrote windturbines - Jaarlijkse energieproductie - Invloedsfactoren 2

Vermogen in de wind P = 1 2 ρ π R2 v 3 ρ = luchtdensiteit, R = rotorstraal, v = windsnelheid 3

Vermogen in de wind P = 1 2 ρ π R2 v 3 ρ = luchtdensiteit, R = rotorstraal, v = windsnelheid - densiteit daalt op hogere hoogte en bij hogere temperatuur Zeeniveau: 1,293 kg/m³ Mount Everest: 0,425 kg/m³ 4

Vermogen in de wind P = 1 2 ρ π R2 v 3 ρ = luchtdensiteit, R = rotorstraal, v = windsnelheid - evenredig met kwadraat van rotorstraal 5

Vermogen in de wind P = 1 2 ρ π R2 v 3 ρ = luchtdensiteit, R = rotorstraal, v = windsnelheid - evenredig met 3 de macht van de windsnelheid windsnelheid x 2 vermogen 8 windsnelheid / 2 vermogen 8 6

Betz limiet het rendement van de windenergieconvertor - windsnelheid voor de rotor v - windsnelheid ter hoogte van de rotor v b - windsnelheid na de rotor v d - rotoroppervlak A 7

Betz limiet vermogen in de wind P = 1 2 ρ A v3 [W] energie door rotoroppervlak A P a = 1 2 ρ A v b (v² v d ²) v b = v + v d 2 = 1 2 ρ A 1 2 (v + v d) (v² v d ²) = 1 2 ρ A v³ 1 2 1 v d v = 1 2 ρ A v³ 1 2 1 + v d v = 1 2 ρ A v³ C p 2 + v d v 1 v d v v d v 2 3 8

Betz limiet rotorefficiëntie C p C P = 1 2 1 + v d v 1 v d v 2 maximum C p v d v x d dx 1 2 1 + x 1 x2 = 0 3 2 x2 x + 1 2 = 0 x = 1 3 C Pmax = 16 27 = 59,3% 9

Betz limiet maximum C p - 59,3% - maximale limiet voor alle types windturbines - geen mechanische, elektrische verliezen in rekening - grote turbines: 40%-50% - kleine turbines: 10%-40% - sommige type turbines hebben lagere limieten (bv Savonius) 10

Rotorefficiëntie of vermogenscoëfficiënt C P wordt beïnvloedt door: - type rotor - windsnelheid - tip speed ratio λ (verhouding tipsnelheid t.o.v. windsnelheid) 11

Inhoud - Vermogen in de wind - Types windturbines - Aanbod kleine en middelgrote windturbines - Jaarlijkse energieproductie - Invloedsfactoren 12

Types windturbines HAWT Upwind Downwind VAWT Savonius Darrieus 13

VAWT Savonius kenmerken: - meest eenvoudige turbine - gebaseerd op dragkracht - krachtenkoppel ontstaat door verschil in luchtweerstand - zeer beperkte rendementen (ɳ: 15%) 14

VAWT Savonius werking: 15

VAWT Savonius toepassingen: - reclameborden - trekkap - demonstratie - cup anemometer (windsnelheidsmeter) 16

VAWT Darrieus kenmerken: - airfoils of aerodynamische profielen ( vliegtuigvleugel ) - gebaseerd op liftkracht - hoger rendement dan Savonius - moeilijk zelfstartend (soms combinatie Savonius) 17

VAWT Darrieus werking: 18

VAWT Darrieus aanvalshoek: - lift- en drag coëfficiënten variëren met aanvalshoek α - Darrieus turbine heeft vaste pitch - productie van koppel is zeer pulserend 19

VAWT Darrieus voor- en nadelen: - theoretisch hoge rendementen, in principe gelijk aan HAWT - geen slagschaduw, geen kruisysteem - mechanische problemen: trillingen, buiging, slechts op één punt ingeklemd 20

Horizontale as windturbines kenmerken: - gebaseerd op liftkracht - moet in de wind gedraaid worden: kruien - rotor levert continu koppel - meestal drie wieken (elektrische turbines) of meer (kleine turbine, pompturbine) 21

Horizontale as windturbines werking: - idem Darrieus, maar met wieken rond horizontale as geplaatst - controle van aanvalshoek mogelijk pitchcontrole 22

Horizontale as windturbines pitchcontrole: 23

Horizontale as windturbines pitchcontrole: - optimaal rendement bij iedere windsnelheid - rendement verlagen bij maximaal generatorvermogen - complexe sturing - niet aanwezig in kleine windturbines 24

Horizontale as windturbines solidity: - verhouding tussen de totale koorde lengte en de omtrek van de rotor σ = c B 2 π R c = koorde van rotorblad, B = aantal rotorbladen, R = rotorstraal - solidity beïnvloedt vorm en ligging C p curve 25

Horizontale as windturbines solidity: - grote σ (type A) traag draaiend hoog koppel - kleine σ (type D) traag draaiend hoog koppel 26

Horizontale as windturbines kruisystemen - passief upwind rotor: windvaan downwind rotor 27

Horizontale as windturbines kruisystemen - kruimotor op tandrad in gondel - sturing met windvaan en anemometer op gondel 28

Partner van: Overzicht types windturbines Power-Link, Universiteit Gent - Wetenschapspark 1 - B-8400 Oostende wk13@ugent.be - www.windkracht13.be 29

Inhoud - Vermogen in de wind - Types windturbines - Aanbod kleine en middelgrote windturbines - Jaarlijkse energieproductie - Invloedsfactoren 30

KMWT kleine versus (middel)groot kleine windturbines 15 m 1-10 kw middelgrote windturbines 20-50 m 10-300 kw 50 m 15 m 20 m 31

KMWT hoogte en diameter Kleine turbine Middelgrote turbine Vermogen (kw) 0,2 10 50 100 200 300 Masthoogte (m) 10 15 20 35 30 40 30 50 Rotordiameter (m) 1 8 15 20 30 32

KMWT productie Kleine turbine Middelgrote turbine Vermogen (kw) 2,5 5 10 50 100 200 Geschatte Jaaropbrengst (kwh)* 3.000 6.000 10.000 60.000 140.000 280.000 * Bij een gemiddelde windsnelheid van ca. 5 m/s 33

KMWT prijzen - Leading Edge LE-300 (P = 300 W) 1000 EUR incl. installatie, excl. Onderhoud - Windera IN S (P = 3,5 kw) 21.000 EUR incl. installatie, excl. Onderhoud - Sonkyo Windspot (P = 7,5 kw) 37.000 EUR incl. installatie, excl. Onderhoud - XANT-21 (P = 100 kw) 326.000 EUR incl. installatie, excl. Onderhoud 34

Inhoud - Vermogen in de wind - Types windturbines - Aanbod kleine en middelgrote windturbines - Jaarlijkse energieproductie - Invloedsfactoren 35

Jaarlijkse energieproductie powercurve 36

Jaarlijkse energieproductie windverdeling 37

Jaarlijkse energieproductie windverdeling - lage windsnelheden komen vaker voor, aandeel niet onderschatten - schatting via gemiddelde windsnelheid en powercurve is foutief! 38

Jaarlijkse energieproductie berekening X - histogram vermenigvuldigen met powercurve geeft correcte inschatting! 39

Inhoud - Vermogen in de wind - Types windturbines - Aanbod kleine en middelgrote windturbines - Jaarlijkse energieproductie - Invloedsfactoren 40

Invloedsfactoren obstakels OpenEI 41

Invloedsfactoren obstakels Vuistregel rotor min. 10 m hoger dan obstakels binnen een straal van 100 m Voornamelijk obstakels in zuidwestelijke richting (upstream) kleine windturbines binnen een straal van 100 m geen obstakels hoger dan 5 m rotorstaal 42

Invloedsfactoren obstakels Roeselare Veldegem Diepenbeek windfinder.com 43

Invloedsfactoren kite test 44

Invloedsfactoren turbines onderling onderlinge afstand zijwaarts 3-5 x rotordiameter onderlinge afstand downstream 6-10 x rotordiamter 45

Invloedsfactoren windsnelheid toename 0,5 m/s toename 39% jaarlijkse productie 46

Huidige installaties in Vlaanderen? www.windkracht13.be/inventaris-kmwt/ Registreer uw kleine of middelgrote windturbine via wk13@ugent.be 47

Small Wind Turbine Field Lab - UGent www.swtfieldlab.ugent.be 48

Bedankt voor jullie aandacht Karel Van Wyngene Universiteit Gent, Power-Link karel.vanwyngene@ugent.be 49