Veelbelovende contra-roterende drijvende windturbines

Een zeer innovatieve turbine die de kosten van offshore-windenergie zou kunnen halveren, wordt getest in Noorwegen. De 19-meter lange, contra-roterende verticale-as turbine is een prototype-ontwerp dat zou kunnen worden opgeschaald naar ongekende grootte en kracht.

De meeste windturbines zien eruit als een propeller op een stokje. Dat werkt uitstekend, maar zodra je het concept opschaalt en meeneemt naar de diepe oceaan, waar wind in grote hoeveelheid beschikbaar is, heeft het ontwerp steeds minder zin. Alle zware onderdelen zitten bovenin, dus het is moeilijk en duur om een drijvende versie te bouwen die niet omvalt en goed te onderhouden is.

Twee keer meer stroomopwekking

Dat maakt de contra roterende drijvende windturbines van World Wide Wind zo fascinerend. Al het zware werk zit onderin – onder water en onder het drijvende ponton van de turbine. Dat voegt genoeg gewicht aan de onderkant en maakt alleen een set ankers noodzakelijk. Met dit nieuwe windturbine kan de twee keer meer stroom worden opgewekt opwekking en de kosten van de generator worden gehalveerd. Dat maakt het systeem beter schaalbaar. Omdat de turbine onderaan onderhouden wordt en niet honderden meters hoog in de lucht, is ook het onderhoud goedkoper.

Contra-roterende turbine

De rotor en stator van de generator zijn verbonden met een paar turbines met verticale as, elk met drie bladen onder een hoek van 45 graden ten opzichte van de hoofdas van de toren. De onderste turbine is ingesteld om in één richting te draaien terwijl de bovenste in de andere richting draait. Door een slimmigheid kantelt de dubbele, contra-roterende windturbine altijd naar een optimale hoe, onafhankelijk van de richting waar de wind vandaan komt. Door de twee turbines die in tegengestelde richting draaien, wordt de snelheid waarmee de rotor in de stator draait effectief verdubbeld.

Geringer wake-effect

De torsie die door de wind op de structuur wordt uitgeoefend, wordt effectief geneutraliseerd door de twee tegengestelde rotaties. Bovendien verlaagt de kegelvormige zwaai van elke rotor de snelheid van het snijpunt en produceert deze een geringer wake-effect, waardoor de windturbines elkaar minder ‘wind uit de zeilen’ nemen. in de praktijk kunnen de windturbines dan ook dichter bij elkaar worden opgesteld. Daardoor kan meer energie uit een bepaald gebied kan worden gegenereerd en hoeven minder kabels te worden gelegd.

Door slimme materiaalkeuzes zouden de turbines volgens World Wide Wind kunnen worden opgeschaald tot een hoogte van 400 meter. Eén enkele turbine zou daarmee 40 MW kunnen opwekken – bijna twee keer zoveel als ’s werelds grootste windturbines op dit moment doen.