Een antwoord aan Prof. Sluijter

Terug naar: Menu
Onderaan:  Professor Sluijter heeft tóch gelijk
 

Het Evangelie van de Wind; een reactie

(door Evert Wesker)

In een reuze aardig stukje van Prof. Sluijter wordt een (slechts ten dele geslaagde) poging ondernomen om met wat sarcasme "het evangelie van de wind" met de grond gelijk te maken.

En hij heeft deels gelijk. Als ik journalisten met eenheden zie haspelen bescheur ik mij soms van het lachen. Vermogen en energie, eenheden, duizendtallen, machten van tien ... het zijn heel vaak niet de sterkste punten van de heren journalisten. En zij niet alleen. In de toekomst zal dat, als de afbraak van de bèta component in het middelbaar onderwijs in het huidige tempo voortgaat, alleen maar erger worden.

Maar Prof. Sluijter maakt volgens mij ook wat rekenfoutjes, of heeft de sommen van anderen waarop hij zich baseert niet nagerekend. Mijn nieuwsgierigheid werd door zijn stukje wat geprikkeld en daarom ben ik eens aan het rekenen geslagen.

Allereerst heb ik de meteo-data voor de jaren 1991-2000 van het weerstation "Vliegveld De Kooy" (Den Helder, in de buurt van de Afsluitdijk) van de internet-site van het KNMI opgehaald. Daarna ben ik eens gaan uitrekenen hoe groot de in de tijd gemiddelde benuttingsgraad van een windmolen op die plek zou zijn. Ik ben daarbij van de volgende aannamen uitgegaan:

  • Boven windkracht 8, dat is ca. 21 m/s, staan de molens stil ("in de vaanstand")
  • Vanaf de "design windsnelheid" (tot en met windkracht 8) is het vermogen gelijk aan het nominaal vermogen.
  • Beneden deze design windsnelheid neemt het vermogen van de molens af met de derde macht van de windsnelheid (evenredig met de kinetische energie van de bewegende lucht maal de windsnelheid).
  • Er treedt een mechanisch verlies op van 10% van het nominale netto vermogen.
Op basis van de meteo-data heb ik drie sommen gemaakt met het volgende resultaat:
Design windsnelheid               Benuttingsgraad 
                                  gem. over de tijd
       [m/s]                             [%]

        9.0  (5 bft.)                    60
       10.0  (5 bft.)                    51
       11.0  (net aan 6 bft.)            42
Ik heb hier met daggemiddelden gerekend. Deze waarden zijn dus iets te hoog omdat ik nachtelijke windsnelheden (die met name in de zomer wat lager zijn) op één hoop veeg met die van overdag. Maar daarmee kan ik deze resultaten niet naar de door Prof. Sluijter genoemde 18% omlaag praten.

Laten we eens die middelste waarde nemen. Dan is het aantal kWh dus 50% van wat het (bij 100% vollast draaien) zou kunnen zijn. Dat verbetert een gewone op basislast draaiende elektriciteitscentrale op z'n sloffen. Daarom heeft prof. Sluijter deels gelijk, maar de 18% die hij in zijn stuk noemt is echt te laag.

Dit laat ook zien dat windenergie moet worden toegepast op lekker winderige plekken en niet in het binnenland. Daar is veel te weinig wind. Denk aan een windmolenpark midden in de Noordzee. Driehonderd van die grote 3 MW molens. Dat levert iets op dat je met de centrale van Borssele kan vergelijken.

Ook betekent dit dat op eilanden in de passaatwind gordel—waar vrijwel het hele jaar door een noordoosten wind waait met een kracht van 4-5 bft—een windmolen een dieselaggregaat op economie verslaat. De benodigde investering is in de orde van 650 Euro per geïnstalleerde kW. De variabele kosten zijn daarna alleen de onderhoudskosten. Die zijn mogelijk hoger dan die van de dieselmotor. Maar daar staat tegenover dat je geen brandstof meer hoeft aan te slepen.

Waar je nog wel over moet nadenken is hoe je je redt als de passaat wind eens gaat liggen: dan is er even geen elektriciteit.

Maar goed, dan beland je in beschouwingen over hoe je een economie op basis van duurzame energie moet gaan organiseren. Om daar te komen moet je een reuzenkarwei voltooien dat minstens vijftig jaar, en waarschijnlijk nog langer gaat duren. Daar wil ik best eens een boom over opzetten. Maar niet hier, want dan wordt dit stukje een boekwerk.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

In het maart nummer van 2002 van het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde reageerde prof. Sluijter als volgt:

Evert Wesker is ook aan het rekenen geslagen. Zijn uitgangspunten zijn interessant, maar in ieder geval niet geheel juist (...).   Zo levert een molen pas vanaf windkracht 4 enige energie.
(Dat klopt, zie mijn reactie hieronder)
De 18% die ik hanteer zijn min of meer ontleend aan de werkelijke opbrengst van 36 windparken in Nederland gedurende het jaar 1997. Dat betreft 442 windturbines. Ik ben nog mild geweest, want de opbrengst was slechts 16% van het haalbare, bij continu gebruik van het nominale vermogen. Voor de rest: er zullen best plaatsen op deze wereld te vinden zijn waar een windmolen zijn nut kan hebben, maar verwacht er niet het heil van dat Frans Saris ervan verwacht.

Mijn reactie:

  • "Een windmolen levert pas vanaf windkracht 4 enige energie." Dat klopt. De top van windkracht 3 is 5.4 m/s. Dat levert op basis van mijn bovengenoemde aannamen ten hoogste (design windsnel- heid 9 m/s) een vermogen op van (slechts) 12.5% van het nominaal netto vermogen.
  • Hij stelt dat de 36 windparken in Nederland (op basis van slechts 1 jaar data) 18% opleverden. Dat klopt vast wel. Echter, waar staan ze? En hoe zit het aldaar met het windklimaat?
Concluderend: Hij heeft deels gelijk, maar overdrijft een beetje. Daar blijf ik bij.

Mazzel & broge, Evert Wesker
26 februari 2002

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Professor Sluijter heeft tóch gelijk

Ik schreef ooit het stukje hierboven in het Nederlands Natuurkunde Tijdschrift als reactie op een stukje door Prof. Sluijter over windmolens.

Nu werd mij door Roland Geerders, die ooit voor een toeleverancier van windmolen fabriekanten werkte, erop gewezen dat het verhaal van Prof. Sluijter wel degelijk klopt. Na enige e-mails heen en weer bleek dat de design windsnelheid van grote windmolens (van Vestas in dit geval) maar liefst 15 m/s is. Anders gezegd: Pas bij 15 m/s (dat is windkracht 7) levert zo'n molen pas z'n volle vermogen. Ik was bij wat ruwe sommen in mijn reactie (zie hierboven) uitgegaan van 9 à 11 m/s, want dat leek mij voor het Nederlandse windklimaat een redelijke keuze.

Dat is dus niet het geval. Feitelijk worden er dus windmolens gemaakt die eerder voor het windklimaat van de Shetland Eilanden geschikt zijn. Logisch is dan ook dat de benuttingsgraad van de molens dan tot 20% of lager terugvalt in Nederland. Professor Sluijter heeft tóch gelijk, maar hij had er in zijn antwoord – als hij dat wist – op kunnen wijzen dat mijn aanname van ca. 10 m/s te laag was.

Blijft de vraag over of windmolen fabrikanten hun ontwerpen aan een wat minder winderig klimaat dan bij de Shetland Eilanden kunnen of willen aanpassen. Immers: 20% benuttingsgraad vind ik toch wel wat erg laag. Het leidt tot een véél hogere electriciteitsprijs bij inzet van windenergie.

Mazzel & broge, Evert Wesker
19 september 2005

Met dank aan Roland Geerders

 


Terug naar: Menu