De ‘eierklopper’ windturbine

Het idee
Windmolenparken aanleggen op de Noordzee, dat gaat wel. Het water is ondiep waardoor de molens prima op de bodem vastgezet kunnen worden. Maar de Noordzee is een uitzondering. De Middellandse Zee of de Atlantische Oceaan zijn al gauw honderden meters diep. Wil je daar molens plaatsen, dan moet je wat slims bedenken. Drijvende windmolens bijvoorbeeld. Voor zijn onderzoek hiernaar ontving Dr. Carlos Simão Ferreira (L&R) in 2011 een Veni-subsidie van 250 duizend euro van NWO.
Het type molen waar Ferreira sindsdien uitvoerig aan heeft zitten rekenen, heeft een verticale as in plaats van een horizontale spil waar de standaard windturbines mee zijn uitgerust. De molen lijkt nog het meest op een eierklopper, en dat is dan ook zijn bijnaam; the egg clutcher. De configuratie maakt de molen relatief licht, en dat is gunstig als je hem op zee wil laten dobberen. En hij is 15 procent efficiënter dan de huidige generatie molens, zo bleek uit Ferreira’s berekeningen.

Onderspit
In de jaren tachtig werden de voor- en nadelen van molens met verticale dan wel horizontale as uitvoerig tegen elkaar afgewogen. De egg clutcher delfde het onderspit. “De voornaamste reden daarvoor is dat de driedimensionale structuur van deze windmolen complex is en daardoor kostbaar om te produceren”, vertelt Ferreira.
De tijden zijn veranderd. Op zee biedt de egg clutcher een aantal extra voordelen. Hij is lichter, het zwaartepunt ligt veel lager waardoor hij stabieler drijft en zijn symmetrische vorm maakt dat hij ook nog goed elektriciteit kan opwekken als hij door de wind onder een hoek komt te staan. Maar ook op het land biedt hij voordelen. De grootste turbines met horizontale assen wekken 10 megawatt op. Algemeen wordt aangenomen dat dit wel ongeveer de limiet is van wat deze molens aankunnen. Met grote eierkloppers kun je daarentegen wel tot 15 of 20 megawatt gaan, vertelde de Delftse onderzoeker in 2011 aan Delta. “Hoger in de lucht waait het harder dan dicht bij de grond”, vertelt Ferreira. “Dit zorgt op een gegeven moment voor te grote krachtsverschillen op de wieken. Bij de eierklopper ontstaan deze krachtsverschillen niet aangezien de molen symmetrisch is. Daarbij komt dat de eierklopper minder gevoelig is voor veranderingen in windrichting.”

Hoe nu verder?
Het Franse windmolenbedrijf Nenuphar is van plan om dit jaar een prototype eierklopper van 2 megawatt in de Middellandse Zee te plaatsen. Het ontwerp is afkomstig van een groot samenwerkingsverband van ongeveer een dozijn onderzoeksinstituten waaronder het Delftse windonderzoeksinstituut Duwind, waar
Ferreira bij zit. De Delftenaar hielp mee aan het ontwerp van de wieken.