Windmolen werking: Hoe werkt een windmolen?
Een windmolen, ofwel windturbine, zet wind om in energie. Deze manier van energie opwekken is duurzaam en dat betekent dat het goed is voor het milieu. Hoe werkt een windmolen en hoeveel energie levert een windmolen?
Hoe werkt een windmolen?
Door de wind gaan de rotorbladen van de windmolen draaien en wordt er windenergie opgewekt. In de gondel van de windmolen zet de generator de opgewekte energie om in wisselstroom. Daarna zorgt de transformator ervoor dat de wisselstroom omgezet wordt in hoogspanning. De opgewekte energie wordt vervolgens via kabels in de mast getransporteerd naar het elektriciteitsnet voor gebruik.
Hoe werken de verschillende onderdelen van de windmolen?
Bij de werking van een windmolen zijn verschillende onderdelen betrokken. Denk aan de rotorbladen, de gondel, de generator en de mast. Wij leggen graag de functie per onderdeel van de windmolen aan u uit.
Hoe werken de rotorbladen van een windmolen?
De meeste windmolens hebben drie rotorbladen en deze rotorbladen vangen de wind op. Het punt waar de bladen (wieken) bij elkaar komen, wordt de rotor genoemd. De wind zorgt ervoor dat de rotor in zijn geheel gaat draaien. De rotorbladen zijn tevens verstelbaar en kunnen aangepast worden op de sterkte van de wind. Op deze manier wordt er groene stroom, ofwel windenergie, opgewekt.
Hoe werkt de gondel van een windmolen?
De rotor zit vast aan de gondel. De gondel is eigenlijk de behuizing van de windmolen boven aan de mast. De windvaan bovenop de windmolen zorgt ervoor dat de windrichting wordt bepaald, zodat de gondel naar de juiste richting kan draaien. Een speciale motor zorgt er vervolgens voor dat de gondel steeds naar de juiste kant draait, zodat de bladen op de wind gericht zijn.
Hoe werkt de generator van een windmolen?
Binnenin de gondel zit een generator. Dit is eigenlijk een grote dynamo die - met behulp van magneten - de beweging van de rotor omzet in elektriciteit. In de tandwielkast wordt de lage rotatiesnelheid vervolgens omgezet in een hoge snelheid. Dit is nodig om elektriciteit op te kunnen wekken.
Hoe werkt de mast van een windmolen?
De generator is aangesloten op een transformator, die ervoor zorgt dat de opgewekte laagspanning wordt omgezet in hoogspanning. De energie die een windmolen opwekt, wordt via kabels in de mast getransporteerd naar het elektriciteitsnet.
Hoe werkt het veiligheidssysteem van een windmolen?
Een windmolen is uitgerust met een controller en een rem om de veiligheid te waarborgen. De beginsnelheid van een windmolen is ongeveer 12 kilometer per uur en de controller meet de snelheid van de wind. Als het te hard waait - zo’n 90 kilometer per uur - stopt de windmolen met draaien vanwege de veiligheid.
Welke soorten windturbines zijn er?
Er zijn twee verschillende soorten windmolens. Zo kan er een onderscheid gemaakt worden tussen een verticale-asturbine en een horizontale-asturbine. Beide soorten windturbines hebben hun eigen kenmerken:
Hoe werkt een windmolen: verticale-asturbine
Een verticale-asturbine is een windturbine met een verticaal roterende as. Een verticale windturbine is onafhankelijk van de windrichting en kan daarom geplaatst worden op plekken waar veel windvariatie voorkomt. In de binnenstad is dit bijvoorbeeld een goed type windmolen.
Hoe werkt een windmolen: hortizontale-asturbine
Het grootste deel van alle windturbines zijn horizontale-astubines en zullen daarom het vaakst te zien zijn in het Nederlandse landschap. Bij de horizontale windturbine draait de as horizontaal, dus parallel aan de grond.
Hoe hoog is een windmolen?
De hoogte van de windmolen bepaalt (onder andere) de opbrengst van de windmolen. Grotere windmolens hebben grotere wieken en vangen daardoor veel meer wind. In verhouding is het zo: twee keer grotere wieken is gelijk aan vier keer meer windenergie.
Maar, hoe hoog is een windmolen gemiddeld? Dat verschilt per fabrikant en type windturbine. Er zijn windmolens die 15 meter hoog zijn, maar er zijn ook windmolens die een hoogte hebben van wel 200 meter!
| Type windmolen | Masthoogte | Opgewekte energie |
|---|---|---|
| Kleine windturbine | tot 15 meter | tot 10 kilowatt |
| Middelgrote windturbine | vanaf 15 meter | tot 300 kilowatt |
| Grote windturbine | vanaf 90 meter | tot 12 megawatt |
Hoeveel energie levert een windmolen?
De meeste moderne windmolens hebben een vermogen van 3 megawatt. Een windmolen met dit vermogen kan ruim 6,5 miljoen kWh groene stroom produceren per jaar! Genoeg om ongeveer tweeduizend huishoudens het hele jaar te voorzien van windenergie. Hoeveel energie een windmolen exact levert, hangt van meerdere factoren af. Denk hierbij aan:
De hoogte van de windmolen
Op grote hoogte waait het harder. Hoe hoger de windmolen, hoe meer wind opgevangen kan worden en dus meer elektriciteit opgewekt kan worden.
De lengte van de rotorbladen
Hoe langer het rotatieblad, hoe meer wind opgevangen kan worden en dus ook hoe meer windenergie geproduceerd kan worden.
De tijd dat een windmolen draait
Te veel of te weinig wind zorgt ervoor dat een windmolen niet draait. De hoeveelheid windenergie is dus weersafhankelijk.
De locatie van de windmolen
Dichter bij zee waait het harder dan in het binnenland. De locatie van de windmolen is dus ook erg belangrijk.
Windmolens Nederland
In Nederland zijn er windparken op land, maar zijn er ook windmolens op zee te vinden. In 2018 stonden er in totaal 2029 windturbines in Nederland. Eén van de grootste windmolenparken ligt momenteel aan de kust bij Ameland. Dit windmolenpark - genaamd Gemini - voorziet jaarlijks zo'n 400.000 huishoudens van groene stroom.
Windmolen: voor- en nadelen
Windmolens wekken groene energie op en dus is het beter voor het milieu dan wanneer energie opgewekt wordt uit fossiele brandstoffen. Energie van een windmolen heeft zeker voordelen, maar ook enkele nadelen. Wij zetten ze voor u op een rijtje:
| Voordelen windmolens | Nadelen windmolens | ||
|---|---|---|---|
|
|
Windenergie raakt niet op. |
|
Windenergie zelf is niet duur, het plaatsen van windmolens wel. |
|
|
Weinig CO2-uitstoot, dus milieuvriendelijk. |
|
De opbrengst van windmolens is afhankelijk van het weer. |
|
|
Nederland is koploper in de technologie, wat het interessant maakt in de exportsector. |
|
Windmolens kunnen geluidshinder veroorzaken. |
Ook interessant voor u
