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. Maar, hoe werkt een windmolen en hoeveel energie levert een windmolen?
Inhoudsopgave
Samenvatting
De werking van een windmolen is simpel. Zodra de wind waait, vangen de rotorbladen van een windmolen de wind op. In de generator van de windmolen wordt de opgewekte wind in wisselstroom omgezet. De transformator zet de opgewekte laagspanning vervolgens om in hoogspanning en de opgewekte stroom wordt via kabels in de mast getransporteerd naar het elektriciteitsnet.
Hoeveel energie een windmolen levert, hangt van meerdere factoren af. Denk hierbij aan de hoogte van de mast, de lengte van de rotorbladen, de tijd dat de windmolen draait en de locatie van de windmolen.
Hoe werkt een windmolen?
De werking van een windmolen is vrij simpel: door de wind gaan de rotorbladen van een windmolen draaien en deze beweging wordt omgezet in stroom. Een windmolen bestaat in principe uit drie grote onderdelen:
- De rotorbladen.
- De gondel.
- De mast.
De rotorbladen van een windmolen
Een windmolen vangt wind op met de rotorbladen (1). De rotor volgt de richting van de wind, waardoor groene stroom, ofwel windenergie, wordt opgewekt wordt. De rotorbladen zijn verstelbaar en kunnen aangepast worden op de sterkte van de wind.
De gondel van een windmolen
De rotor (1) zit vast aan de gondel (2). De rotor drijft de rotatie-as (3) aan en in de generator (4) wordt - met behulp van magneten - wisselstroom geproduceerd.
In de tandwielkast (5) wordt de lage rotatiesnelheid vervolgens omgezet in een hoge snelheid. Dit is nodig om elektriciteit op te kunnen wekken.
De mast van een windmolen
De generator (4) 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 (6) getransporteerd naar het elektriciteitsnet.
Veiligheidssysteem
Een windmolen is uitgerust met een controller (7) en een rem (8) 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:
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.
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. |
Aanbevolen voor u
