Windmolenpark levert 80% minder energie dan gedacht
Dinsdag 25 augustus 2015
Vandaag werden we in de landelijke pers verrast met de mededeling dat windmolenparken 80% minder energie leveren dan werd gedacht.
Voor de Groene Rekenkamer was dat geen nieuws want in ons artikel De invloed van windmolens op ons klimaat dat we meer dan een jaar geleden publiceerden hebben we al aandacht besteed aan het fenomeen dat de windsnelheid achter windparken zal verminderen als gevolg van het onttrekken van energie aan de wind door windmolens.
Grote windmolenparken leveren waarschijnlijk 75 tot 80 procent minder energie dan gedacht. Er blijft voor de achterste molens minder wind over omdat die ervoor de wind afremmen, meldt BNR op basis van Amerikaans onderzoek. „Na een kilometer of vijf begin je dat echt te merken”, zegt onderzoeker Lee Miller. Een watt vermogen per vierkante meter zou het maximaal haalbare zijn.
Het windmolenpark dat voor de kust van Borssele moet verrijzen moet volgens de planning 350 megawatt opbrengen, maar dat is volgens Millers onderzoek vier of vijf keer meer dan natuurkundig gezien mogelijk is. Het Amerikaanse onderzoek, waarvan de bevindingen zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS, richtte zich op windparken op land. Het ligt echter niet voor de hand dat de resultaten op zee veel gunstiger zijn.
Grootschalig gebruik van windenergie kan het klimaat danig in de war schoppen.
De interactie tussen de hogere en lagere luchtlagen, als gevolg van het draaien van de wieken, zorgt ervoor dat een deel van de door windmolens gebruikte windenergie opnieuw wordt aangevuld vanuit de hogere luchtlagen.
Deze interactie heeft een ingrijpende ontregeling van het klimaat tot gevolg.
Maar dat niet alleen.
Ook de windsnelheid achter de windparken zal verminderen als gevolg van het onttrekken van energie aan de wind door windmolens.
Met name in landen die aan zee liggen, Nederland, België en Denemarken, kan daardoor de neerslaghoeveelheid toenemen. De toenemende neerslag in Nederland wordt nu toegeschreven aan de klimaatsveranderingen en opwarming van de aarde, maar is dat wel zo? De invloed van windmolenparken voor de kust wordt namelijk schromelijk onderschat.
Vooral het optreden van klimaatwijzigingen op duizenden kilometers afstand van de windparken baart de onderzoekers zorgen. Hoewel kinetische energie slechts 0,3 procent van de energiebalans van de aarde uitmaakt, heeft ze een relatief grote invloed op het klimaat omdat wind in grote mate verantwoordelijk is voor het transport van warmte en vochtigheid over de aarde.
Het onderzoek wijst uit dat de invloed op het klimaat van een grote verzameling windturbines veel groter is dan gedacht. Vlak achter een offshore windpark is de windsnelheid maar liefst 40 procent lager dan vlak ervoor en het vraagt honderden kilometers voordat de wind weer op hetzelfde niveau zit.
Het windpark “steelt” dus bijna de helft van de aanwezige energie in de wind. Als de windturbines verder uit elkaar worden geplaatst, bijvoorbeeld op een onderlinge afstand van 1.400 meter (14 rotorlengtes), “steelt” het park uiteraard minder wind: slechts 6 procent in dit geval. Maar dan gaat de energie-opbrengst van het windpark flink omlaag. Worden de turbines dichter bij elkaar geplaatst, bijvoorbeeld op een onderlinge afstand van 500 meter (5 rotorlengtes), dan neemt de windschaduw toe: tot 100 procent in dit geval, wat dus betekent dat er vlak achter het windpark geen wind meer is. In dit geval heeft een windpark dus hetzelfde effect als een muur op zee.
Afhankelijk van de windsnelheid is er een afstand van enkele honderden tot meer dan duizend kilometer nodig alvorens de windsnelheid terug op hetzelfde niveau zit (=99 procent van de oorspronkelijke windsnelheid, de “velocity recovery distance“). Bij een windsnelheid van 6 meter per seconde is die afstand 178 kilometer, bij een windsnelheid van 8 meter per seconde 554 tot 1047 kilometer en bij een windsnelheid van 10 meter per seconde 90 tot 832 kilometer.
Individuele windparken groter maken of meer windturbines in een windpark plaatsen, lost het probleem niet op. In beide gevallen veroorzaakt het windpark een langere windschaduw. Windturbines in grotere windparken stelen bovendien meer wind van elkaar, tenzij de onderlinge afstanden toenemen. Uit eerdere onderzoeken bleek al dat de achterste rij windturbines in een windpark 5 tot 40 procent minder vermogen kan opleveren dan de eerste rij.
Onderzoekers wijzen erop dat windmolenparken te dicht op elkaar worden gebouwd. Het zou zelfs conflicten tussen landen kunnen veroorzaken als blijkt dat het windmolenpark bij de ‘buren’ de oorzaak is van overmatige neerslag of de wind wegneemt waardoor het eigen windpark te weinig wind vangt.
Voor meer gegevens en bronnen lees ons artikel De invloed van windmolens op ons klimaat.
Het onderzoek:
Two methods for estimating limits to large-scale wind power generation
