Noors bedrijf presenteert radicaal nieuw ontwerp voor gigantische offshore windmolens

World Wide Wind presenteerde afgelopen week tekeningen van drijvende verticale windmolens bedoeld voor de zee. Hun windmolen bestaat uit twee sets turbinebladen die in tegenovergestelde richting draaien. Het idee van de ‘contra-rotating verticale turbine’, is dat het de draaisnelheid van de wieken verdubbelt. Het resultaat: veel meer energieopbrengst dan we van verticale windmolens gewend zijn.

Drijvende windmolens

Het voordeel van een windmolen met een verticale as ten opzichte van een horizontale, is dat het zwaartepunt van de turbine onderin ligt. Hierdoor staat de molen stabieler. Bovendien draait een verticale windmolen automatisch mee met de wind. Daardoor is de machinerie waarmee horizontale windmolens de juiste windrichting in worden gedraaid overbodig. Dat scheelt een hoop onderdelen en zorgt voor lagere onderhoudskosten. Zeker op zee maakt dat veel uit.

Drijvende windmolens zijn niet nieuw. Wereldwijd zijn er verschillende initiatieven, zoals van de Zweden op de Middellandse Zee.

Potentie verticale windmolens

Voor Gerard van Bussel, emeritus hoogleraar windenergie van de TU Delft, is het ontwerp van World Wide Wind een feest der herkenning. “Tien jaar geleden deden we samen met de Deense Technische Universiteit onderzoek naar eenzelfde soort ontwerp. Hoe verder je op zee gaat, hoe ingewikkelder het onderhoud aan een windmolenpark is. Daarom wil je een turbine ontwerpen die zo eenvoudig mogelijk is. Een drijvende verticale molen biedt die eenvoud.”

Testen in Denemarken

Het onderzoeksteam van het Deepwind project waar Van Bussel deel van uitmaakte werkte destijds aan een verticale drijvende molen volgens het Darrieus-ontwerp: ‘modelletje slagroomklopper’. Van Bussel: “Eigenlijk waren alle onderzoeksresultaten positief. We hebben zelfs tests uitgevoerd op het water. Eerst in het golfbassin van het MARIN in Wageningen en later in de praktijk in het Roskildefjord in Denemarken. Maar wegens gebrek aan financiering is het concept nooit op grote schaal getest.”

Gigantische windturbine

Nu blaast World Wide Wind het idee van de verticaal drijvende molen weer nieuw leven in. En aan ambitie geen gebrek. Vanaf 2026 gaat het bedrijf naar eigen zeggen de operatie starten met turbines met een vermogen van 3 megawatt. Uiteindelijk wil World Wide Wind in 2029 een model bouwen met een vermogen van 40 megawatt die 400 meter de lucht in reikt. Ter vergelijking, de grootste windmolen vandaag de dag van MingYang Smart Energy is ‘slechts’ 242 meter lang en heeft een vermogen van 16 megawatt.

World Wide Wind bouwt de verwachtingen verder op door te claimen dat ze een kostprijs van zo’n 50 euro per opgewekte megawattuur verwachten. De EU gaat richting 2030 uit van een kostprijs van 65 euro per megawattuur. Het Amerikaanse ministerie van Energie gaat in zijn schattingen tot 2027 zelfs uit van meer dan 100 euro per opgewekte megawattuur.

Lang werd gedacht dat windmolens met een verticale as minder energie opleveren dan turbines met een horizontale as. Maar dat idee is achterhaald, zegt Van Bussel. Inmiddels zien meer experts de potentie van verticale molens.

Uitdagingen genoeg

Vooralsnog geeft World Wide Wind nog weinig prijs over de technische details van zijn ambities. Ook van praktijktesten op kleine schaal is nog geen sprake. Opvallend is dat World Wide Wind afwijkt van het beproefde Darrieus-ontwerp en kiest voor een turbine met meer draaiende onderdelen. Deze kunnen het moeilijk krijgen in het zoute zeewater. Daarnaast is er bij drijvende windmolens vaak sprake van energieverlies door het meedeinen van de mast. De vraag is hoe groot dit verlies wordt, als de turbines langer en breder worden. Een andere uitdaging is de opgewekte stroom van de windmolens naar land halen. Hoe verder de windmolens in zee liggen, hoe langer de kabels moeten zijn die het park met het land verbinden.

Lees ook: Waarom is groene stroom nu ook zo duur?

Niet in de Noordzee

Toch wil Van Bussel het idee niet direct van de hand doen. “Het principe blijft min of meer hetzelfde als wij tien jaar geleden met positieve resultaten getest hebben. Al denk ik niet dat we ze uiteindelijk op de Noordzee tegenkomen. Die is veel te ondiep, dus kunnen we uit de voeten met windturbines die aan de zeebodem bevestigd zijn.”

En of een windturbine met een vermogen van 40 megawatt mogelijk is? “Daar doe ik geen uitspraken meer over”, lacht Van Bussel. “Twintig jaar geleden dachten we dat 20 megawatt turbines onmogelijk waren. Het lijkt er nu sterk op dat we toch die kant op gaan.”