Wat is een windturbine?
Een windturbine is een groot roterend apparaat dat de energie van de wind omzet in mechanische energie. Deze mechanische energie kan vervolgens worden gebruikt voor eenvoudige mechanische taken, zoals het draaien van grote wielen om graan te malen, in welk geval de windturbine een windmolen wordt genoemd. Het kan ook worden gebruikt als een bron van elektrische energie, hetzij voor een toepassing in de buurt, of na te zijn overgedragen via hoogspanningslijnen naar een centraal schakelstation, in welk geval het een windgenerator wordt genoemd.
De windturbine wordt al eeuwen in windmolenvorm gebruikt. Veel delen van de wereld gebruiken nog steeds veel turbines om graan te malen en water te pompen. Windmolens stellen mensen zonder toegang tot elektrische pompen in staat om water tot diep onder het grondwaterniveau te krijgen, waardoor de toegang tot schoon water wordt gewaarborgd en wordt beschermd tegen door water overgedragen ziekten.
In de afgelopen jaren is de windturbine als elektrische generator begonnen te worden gebruikt als een belangrijke bron van energieopwekking over de hele wereld. In de wereldwijde overgang van fossiele energie naar meer duurzame vormen van energie, is windenergie een belangrijke speler geworden. Het is relatief betaalbaar, kan in veel verschillende regio's van de wereld worden gebruikt en kan behoorlijk efficiënt zijn. Hoewel er enige bezorgdheid over het milieu zijn over windgeneratoren, zijn deze over het algemeen gering en wordt wereldwijd meer dan 120 gigawatt (GW) elektriciteit geproduceerd door het gebruik van windenergie.
Turbines zelf kunnen worden gescheiden in twee afzonderlijke groepen: horizontale as windturbines (HAWT) en verticale as windturbines (VAWT). De meeste turbines die mensen gewend zijn te zien zijn HAWT's, gebaseerd op het bekende windmolenontwerp. Moderne HAWT's hebben over het algemeen drie bladen, aan de top van enorme torens om ze naar een hoogte te brengen waar de windschering veel hoger is.
De meeste HAWT's worden bestuurd door computers om automatisch in de wind te veranderen, om het meeste uit de aanwezige wind te halen. HAWT's vereisen geen enkele vorm van backtracking, omdat hun bladen altijd loodrecht op de wind bewegen. Als gevolg daarvan genereren ze de hele tijd dat ze roteren elektriciteit, in tegenstelling tot VAWT's. HAWT's zijn echter ongelooflijk duur om te vervoeren, omdat ze enorm zijn, en het is gebruikelijk dat 20% van de totale kosten alleen aan transport wordt besteed. Bovendien kunnen ze door hun hoogte esthetisch onaangenaam zijn en is installatie een moeilijk, kostbaar en tijdrovend proces.
Bij een verticale aswindturbine (VAWT) daarentegen steekt de rotatoras recht omhoog in de lucht, met folies die de wind opvangen en de hele as draaien. Het meest voorkomende type is de Darrieus windturbine, die er ongeveer uitziet als een grote eierklopper. VAWT's vereisen veel minder hoogte en zijn veel goedkoper om te transporteren en te installeren, en zijn in staat om elektriciteit te produceren met veel lagere windsnelheden dan HAWT's. Hun algemene efficiëntie is echter ongeveer 50% van die van HAWT's, en omdat ze lager bij de grond zijn, hebben ze de neiging om veel lagere windsnelheden te ervaren.
Naast de twee belangrijkste soorten windturbines, die de overgrote meerderheid van de turbines ter wereld vormen, zijn er ook een aantal niet-standaardontwerpen. Dit zijn meestal variaties van HAWT's of VAWT's, zoals de aerogenerator of geleide rotorturbine. Zelfs vreemdere varianten, zoals de windturbine met magnetische levitatie en windturbine in de lucht, zijn ook voorgesteld en in sommige gevallen geëxperimenteerd. De meeste alternatieve ontwerpen hebben echter nog geen wijdverspreide commerciële acceptatie gezien.