Vraagstelling vanDijk.pdf

Pagina 1 van 4

VRAAGSTELLING: Wat is de energieopbrengst (kiloWa uur per jaar) van een windturbine in de gemeente West Betuwe, specifiek op het terrein van de Firma van Dijk aan de Bommelsestraat te Ophemert. Ophemert, maart 2023. F.J. Brekelmans. Omschrijving: Windturbines leveren alleen energie als er voldoende energie in de wind zit. De op te wekken energie kunnen we beïnvloeden door 1) de windturbine hoger te plaatsen, 2) de rotor zo groot mogelijk te maken. Ad 1: Bij toenemende hoogte neemt de wind toe en de turbulen e neemt af. Door het zogenaamde grenslaageffect wordt de wind door het land afgeremd. Hoe ruiger het landschap is door bijvoorbeeld bebouwing en bomen hoe meer de wind wordt afgeremd en hoe turbulenter de wind is. Veel turbulen e zorgt voor verminderde energie en meer (vermoeiings)belas ng op de windturbine. Ad2): Een grotere rotor dus een grotere diameter zorgt voor meer windvangend oppervlak dus meer energie. Het windvangend oppervlak gaat kwadra sch omhoog met de rotordiameter, als de diameter twee maal zo groot is, is het windvangend oppervlak 4 maal zo groot, dus energie opbrengst vier maal zo groot. Onderzoek dat in het verleden is uitgevoerd gee aan dat een windturbine in het landschap als minst storend wordt ervaren als de masthoogte (= ashoogte) gelijk is aan de diameter van de rotor.

Dus een windturbine met een masthoogte van 60 meter hee dan een rotor met een diameter van 60 meter. Echter vaak zien we dat op loca es waar de gemiddelde windsnelheid laag is een windturbine wordt geplaats met een rotordiameter die groter is als de masthoogte. De loca e Ophemert is een typische binnenland loca e. De gemiddelde windsnelheid is laag ten opzicht van een loca e aan de Noordzee kust. In het kaartje WINDSNELHEID PER GEMEENTE is te zien dat de gemiddelde windsnelheid op 100 meter hoogte aan de Friese kust ligt tussen 8,0 en 8,5 meter per seconde en in de gemeente West Betuwe is de gemiddelde windsnelheid ligt tussen 7,0 en 7,5 meter per seconde. [[ Voor het windpark Deil en het windpark op het terrein van de AVRI zijn voorafgaande aan de bouw de windsnelheden gemeten op verschillende hoogtes. De windsnelheid is gemeten met een LIDAR. De LIDAR meet met een laser de snelheid van stofdeeltjes op verschillende hoogtes en kan daarmee de windsnelheid op verschillende hoogtes bepalen. Het resultaat van deze me ngen is als volgt: Gemiddelde windsnelheid DEIL op 140 meter is 7,5 meter per seconde. Gemiddelde windsnelheid AVRI op 120 meter hoogte is 7,2 meter per seconde.

De fout in de me ngen kan zo maar 5% bedragen, de fout in de energie opbrengst kan 10% bedragen.]] Met een gemiddelde windsnelheden op een bepaald hoogte moet je voorzich g zijn, beter is het om te kijken naar windturbines in de buurt van de loca e en daar de energie opbrengst per vierkante meter per jaar te bepalen. Dan ook al jd goed kijken wat de masthoogte van die windturbine is en in wat voor omgeving de windturbine staat.

Pagina 2 van 4

Uit de LIDAR mee ng ontstaat een grafiek met daarop de verschillende windsnelheden op verschillende hoogtes. Dit is het windprofiel van de desbetreffende meetloca e. Hoe hoger hoe groter de gemiddelde windsnelheid totdat de hoogte zodanig is dat de invloed van het aardoppervlak verwaarloosbaar is; vanaf die hoogte is de windsnelheid constant. Het grafiekje bovenaan blad 3 is het windprofiel voor DEIL. Windgrafieken DEIL en AVRI zijn nagenoeg gelijk. Hoogte 18 meter, gemiddelde windsnelheid 4,1 meter per seconde. Hoogte 39 meter, gemiddelde windsnelheid 5,0 meter per seconde. Hoogte 58 meter, gemiddelde windsnelheid 5,5 meter per seconde. Op een ashoogte van 58 meter is de gemiddelde windsnelheid 5,5 meter per seconde, op een ashoogte van 30 meter is de gemiddelde windsnelheid 4,6 meter per seconde. Dus der g meter lager scheelt bijna 1 meter per seconde. Tel daar ook nog bij dat er op lager ashoogte nog meer turbulen e is dan is de energie opbrengst lager. Kunnen we dit verschil in opbrengst berekenen ?

Pagina 3 van 4

We gaan uit van het dichtstbijzijnde windpark AVRI. Dit zijn 3 windturbines met een ashoogte van 120 meter en een rotordiameter van 131 meter. De energie opbrengst was 29 miljoen kWh over 2020, 30 miljoen kWh over 2021 en 29 miljoen kWh over 2022. Gemiddelde energie opbrengst tot nu toe 29,3 miljoen kWh per jaar. Het totale rotoroppervlak van de 3 windturbines is 40.413 vierkante motor. De energie opwekking per jaar per vierkante meter rotoroppervlak is 29.300.000 : 40.413 = 725 kWh per jaar per vierkante meter. Dus: = 725 kWh per jaar per vierkante meter op een ashoogte van 120 meter. Wat wordt de energie opbrengst per jaar per vierkante meter dan op en ashoogte van 60 en 30 meter? ashoogte meter 120 58 39 18

windsnelheid meter per seconde 7,2 5,5 5 4,1

energie/m2/jaar kWh 725 423 350 236

Ashoogte en energie/m2/jaar

Windsnelheid en energie/m2/jaar

800

800

700

700

600

600

500

500 400

400

300

300

200

200

100

100

0 0

0 0

20

40

60

80

100

120

1

2

3

4

5

6

7

8

140

Afgelezen: Energieopbrengst per jaar op 60 meter ashoogte is 435 kWh per vierkante meter rotoroppervlak per jaar.

Pagina 4 van 4

Energieopbrengst per jaar op 30 meter ashoogte is 300 kWh per vierkante meter rotoroppervlak per jaar. Wat betekent dat voor een windturbine met een ashoogte van 30 meter en een windturbine met een ashoogte van 60 meter op dezelfde loca e? We gaan uit van een windturbine waarbij de rotordiameter gelijk is aan de masthoogte zoals eerder toegelicht.

ashoogte meter

rotordiameter meter 30 60

energie per m2 totale energie per rotoroppervlak per jaar jaar m2 kWh kWh 30 707 300 211950 60 2826 435 1229310

Overwegingen, conclusies: 1. Door een kleiner ashoogte is er ook een kleinere rotordiameter, dus kleiner windvangend oppervlak met ook nog een lagere windsnelheid. 2. De energie opbrengst van 6 stuks 30-meter windturbines is gelijk aan de opbrengst van 1 stuk 60-meter windturbine. 3. De kosten voor 6 kleine windturbines is (aanmerkelijk) hoger als de kosten voor 1 windturbine; denk aan 6 funda es, 6 elektrische aanslui ngen, transport, montage en niet vergeten onderhoud. 4. De opbrengst van de 60-meter windturbine van 1.229.310 kWh past in het totale energiegebruik van de Firma van Dijk. 5. De opgewekte windenergie is passend aanvullend met de opgewekte zonne-energie; de zelfvoorzienendheid gaat substan eel omhoog een verdere toename kan gerealiseerd worden met het plaatsen van een accu. 6. De loca e van de windturbine en de maatwerk voorschri en ten aanzien van geluid en slagschaduw kunnen de eventuele hinder voor omwonenden minimaliseren.