Sam Ani bouwde twee spotgoedkope generatoren voor kleine windturbines, grotendeels gemaakt van auto-onderdelen. De promovendus aan de TU Delft laat daarmee zien dat dit soort windmolens toekomst hebben in afgelegen dorpen in ontwikkelingslanden. Ani hoopt dat zijn onderzoek als een soort doe-het-zelfpakket wordt gebruikt om molens mee te bouwen.
Boven een aantal afgelegen dorpen in Afrika toren al de wieken van kleine windturbines uit. “Maar vaak draaien ze na een paar jaar al niet meer”, zegt elektrotechnicus Sam Ani. “Zodra er een mankement is, weten de dorpsbewoners niet hoe ze het kunnen verhelpen. Bovendien zijn kleine windmolens, van tussen de twaalf en twintig meter, te duur. Ze kosten tussen 2500 en 8000 euro per Kilowatt. Dat kunnen mensen in ontwikkelingslanden niet betalen. De windturbines die er staan, zijn neergezet als ontwikkelingshulp. De dorpen zijn vaak te klein en te afgelegen om ze aan te sluiten op het elektriciteitsnetwerk.”
Zelfgebouwde generator
Om te laten zien dat het anders kan, bouwde Ani zelf generatoren voor een kleine windturbine. De generator zet de mechanische beweging van de wieken om in elektriciteit en is dus een belangrijk onderdeel. Bovendien is het verantwoordelijk voor ongeveer veertig procent van de kosten van de turbine. Ani slaagde er in twee generatoren grotendeels van auto-onderdelen te maken, die tussen de dertig en tweehonderd euro kosten.
Momenteel hangt aan gelijkwaardige generatoren voor kleine windturbines een prijskaartje van zo’n duizend euro. “Ik wil laten zien dat mensen in ontwikkelingslanden met onderdelen die in hun omgeving beschikbaar zijn, kleine windmolens kunnen bouwen.”
Voor de ene generator gebruikte Ani een licht aangepaste alternator voor een auto. Deze alternator wordt in een auto aangedreven door de motor en laadt vervolgens de accu op. “De alternator moet wel geoptimaliseerd worden, maar dat is niet lastig om te doen. Het onderdeel is goedkoop; het kost ongeveer dertig dollar. Bovendien is het ruimschoots beschikbaar, omdat het in auto’s zit.”
Doe-het-zelfpakket
De andere generator bouwde Ani met behulp van wiellagers, ook een auto-onderdeel. Een lager wordt gebruikt om een wiel aan de as te bevestigen. In de windturbine van Ani is het een verbindingsstuk tussen de generator en de wieken van de molen. Als de wieken draaien, wordt de generator in werking gezet. Die bestaat uit permanente magneten, twee rotors, die ronddraaien, en een stator. Door de ronddraaiende beweging van de rotors rond de stator ontstaat een magnetisch veld en wordt elektriciteit opgewekt.
“In wezen is het een doe-het-zelfpakket. Vrijwel alle onderdelen zijn verkrijgbaar in de regio, bijvoorbeeld bij garages, of eenvoudig te maken. De rotors kunnen bijvoorbeeld van staal gemaakt worden. Alleen de magneten moeten worden geïmporteerd. De dorpsbewoners kunnen de generator zelf bouwen. Dan weten ze ook hoe de molen werkt en wat ze moeten doen als er een defect is. Bovendien zorgen ze waarschijnlijker beter voor wat ze zelf maken, omdat ze daar veel meer waarde aan hechten dan iets dat gegeven is.”
Zonne-energie
De goedkope generator is nog maar een eerste stap, volgens de elektrotechnicus. “Vervolgonderzoek moet tonen dat ook de rest van de molen, zoals de wieken, goedkoper kan. Mijn generator kan al wel in de huidige windturbines gebouwd worden; dat drukt in ieder geval al flink de kosten.”
Naast windenergie is ook zonne-energie veelbelovend in ontwikkelingslanden. “Welke manier van energieopwekking beter is hangt van de situatie af. Waait het op een plek veel, dan is een windturbine misschien beter. Maar ik vind niet dat zonne- en windenergie concurrenten moeten zijn. Ze vullen elkaar juist aan. Als het waait, schijnt de zon vaak niet en andersom. Beide zorgen voor toegang tot elektriciteit op afgelegen plekken in ontwikkelingslanden.”