Je leest:

Vliegeren voor windenergie

Vliegeren voor windenergie

Auteur: | 13 december 2012

Met nieuwe vliegertechnologie kunnen we schone stroom uit de lucht plukken. Nieuwe technologie zorgt voor een hoog rendement. Toch zijn er nog weinig klanten voor deze ‘schone’ vorm van energieopwekking. Is windvliegeren luchtfietserij of wordt het een vederlichte bron van schone energie? Tijd voor een verkenningsvlucht boven de fanatiek rondsnorrende energievliegers.

Onderzoeker Aart de Wachter bij een kite in de windtunnel.
Beeld: Max Dereta

‘Kitepower’ is een techniek om energie te winnen uit wind. De wind drijft een generator aan die stroom opwekt; in de lucht of op de grond. Energiekites staken enkele jaren voor het eerst de kop op aan boord van vrachtschepen. Er zijn al installaties op het land die met minimale begeleiding energie opwekken; speels maar erg functioneel. Ook hoogvlieger NASA bouwde een eigen energievlieger.

De acrobatenstunts van kitesurfers op zee tonen elegantie en kracht, maar voor constante ‘power’ moet je hogerop. Op 500 meter hoogte staat misschien meer wind, soms wel 50 tot 100 % of meer dan net boven de grond. We hebben een filmpje van een heliumballon met daarin een windturbine, net voor de start.

Er zijn twee soorten energievliegers. De ‘flygen’ is een vliegende generator die in de kite in de lucht hangt (zoals hierboven). De opgewekte stroom gaat via een kabel naar het grondstation. Iets veiliger en populairder is de grondgenerator die beneden stroom opwekt terwijl de vlieger vrolijk rondsnort. Maar hoe maak je van de windkracht op de kite boven (de liftkracht), stroom beneden? Voor we wind gaan oogsten, kijken we natuurlijk eerst even op de wereldwindatlas.

Dynamo op een karretje

Duitse onderzoekers van het bedrijf NTS en het Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA bouwden een kite op een spoorsysteempje. Een kabel brengt de kracht van de kite over naar karretjes op een spoorlijn.

Fraunhofer

Turbines op de wagonwielen vangen de stroom op. De vlieger beschrijft tijdens het opwekken een sinus-golf in de lucht en genereert daarbij een trekkracht van maximaal 10 kilonewton (kN). Sensoren geven de windkracht en de hoek van de kabel en de vlieger aan. De onderzoekers van NTS GmbH hebben ambitie. Ze werken al aan een windfarm op grote hoogte.

Toekomstmuziek voor vandaag

Het idee voor een hoge windfarm of High-altitude wind power (HAWP) is een toekomstvisie van John Etzler (1833). Sindsdien is er van alles bedacht om de wind uit de lucht te plukken; van vliegers tot aerostats en zweefvliegtuigen. Er zijn meerdere oplossingen ontwikkeld om de stroom beneden te krijgen. Er is al een atlas voor hogewindenergie. Het is duidelijk; met wind hogerop komen spreekt tot de verbeelding.

Hoger = meer wind = meer stroom

De energieopbrengst van een kite op een paar honderd meter hoogte is veel hoger dan die van windturbine op het land. Volgens het Duitse bedrijf NTS kunnen 8 kites op een terrein van 300 m2 net zoveel stroom genereren als 20 conventionele windturbines van 1 MW. Directeur Guido Lütsch van NTS GmbH: "Een NTS-system kan 30 turbines van 2 MW vervangen. Daarmee kunnen we 30.000 huishoudens van stroom voorzien.”

Vliegende Kite-gen’s

Wind is zelfs op een hoogte van 500 meter niet altijd voldoende beschikbaar, maar: ‘the sky is the limit’! De wind om de aarde valt te beschouwen als een vliegwiel vol energie. Volgens onderzoekers van Makani-Power staat er boven boorplatforms in de offshore een uiterst stabiele wind. Daar willen ze hun wendbare vaste Kite-gens inzetten.

Kitepower

Kitepower Delft

De Kitepower-groep van de TU Delft ontwikkelde een radiografisch bestuurbare vlieger die goed is voor 20 kW. De vlieger is een geesteskind van Wubbo Ockels. De besturing van de vlieger en de synchronisatie van de kabel gebeurt automatisch in het mobiele grondstation. De kabel naar het grondstation wordt om de twee minuten gevierd en weer ingetrokken. Hiermee worden een trommel en een generator aangedreven. De werkhoogte bedraagt 3-400 m. Het lanceren gebeurt nog handmatig, maar aan automatisering van deze fase wordt gewerkt.

De superlichte kite snort bij harde wind. Windsnelheden boven vijftien meter per seconde waren tijdens de demonstratie op de Maasvlakte geen enkel probleem. Roland Schmehl van Kitepower-groep van de TU Delft: “De energie wordt opgeslagen in een eigen batterij aan boord. Je zou energie ook op kunnen slaan door water omhoog te pompen of om er via elektrolyse waterstof te maken.”

Vliegertechnologie is de kinderschoenen ontgroeid. De techniek werkt, het rendement is hoger dan bij landturbines en toch komt er nog geen schone vliegerstroom van grote hoogte. Tijd voor een paar serieuze experimenten?

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 13 december 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.