Windvangers

Windmolens in de bebouwde kom geven geen horizonvervuiling, en door een slimme toevoer van wind kunnen de opbrengsten relatief hoog zijn.

De opbrengst van windmolens tussen flatgebouwen kan twee keer zo hoog uitvallen als die van stand alone windturbines. Dit is de uitkomst van een twee jaar durend onderzoek van een internationaal team deskundigen, waarin onder meer het in Enschede gevestigde ingenieursbureau Mecal participeerde. ``Aan de hand van een testopstelling hebben we onder meer gekeken naar de energieopbrengsten,'' vertelt ir. Theo de Gruiter van Mecal. ``De vorm van het kantoorgebouw leidt de wind naar de turbines, daardoor leveren de turbines ook nog stroom als de wind onder een hoek van 90 graden komt aangewaaid. Een gewone turbine is dan niet in beweging te krijgen. Door het concentratie-effect nemen de opbrengsten uiteraard ook toe als de wind recht naar de turbines stroomt.''

De proefnemingen vonden plaats met een 1 op 20 model van ruim zeven meter hoog, de windturbine heeft een diameter van 2 meter. Een ander resultaat uit dit door de EU (in het kader van het Joule-programma) gefinancierde onderzoek is dat de meest optimale opbrengsten te verwachten zijn bij gladde ronde gebouwen, waarvan het vloeroppervlak bij voorkeur een boemerang-achtige vorm heeft. Inmiddels is er door het team van onderzoekers een ontwerp gemaakt van een 200 meter hoog gebouw waarin drie turbines zijn geïntegreerd. De rotoren van de turbines krijgen een diameter van minstens 30 meter. Ter vergelijking: een rotor van een 2,5 MW windmolen, de grootste stand alone windturbine die momenteel in de handel verkrijgbaar is, heeft een diameter van ongeveer 80 meter.

Een eerder ontwerp van een gebouw met windturbines komt van het in Londen gevestigde Future Systems. Ook in dit geval concentreert het gebouw de windtoevoer, die twee boven elkaar opgestelde Darrieus rotoren aandrijft. Deze verticale `slagroomkloppers' hebben als voordeel dat zij onafhankelijk van de windrichting draaien, hoewel in dit geval een deel van dit voordeel verloren gaat door de aanwezigheid van de vier gebouwen rondom. Ook uit esthetisch oogpunt is deze vorm voor veel architecten aantrekkelijker dan de propellerachtige turbines met horizontale-as. Een nadeel is verder dat de Darrieusrotoren niet zelfstartend zijn, en na stilstand eerst vaart moeten krijgen voordat de wind ze in beweging houdt. Het Future Systems gebouw is dankzij de toepassing van zonnecellen en de seizoensopslag van koude en warmte in de bodem energieneutraal.

boerenhuishoudens

Op kleine schaal zijn de eerste toepassingen van windturbines in de gebouwde omgeving al waar te nemen. Soms gaat het om windmolens die op een gebouw staan, zonder dat de architect bij het ontwerp rekening heeft gehouden met deze toepassing. Een bekend voorbeeld is het Expo 2000 gebouw in Hannover, waar `gewone' Lagerwey-turbines op het dak stonden.

Komend najaar start op het Groningse platteland een proef voor maximaal tien stuks van het type Turby, twee meter hoge windturbines voor gemiddelde boerenhuishoudens. Deze door Core International ontwikkelde molens hebben een vermogen van 1,2 tot 2 kW bij een windsnelheid van 12 m/sec. De in onderdelen op een gebouw te installeren molen produceert 3000-5000 kWh/jaar bij een gemiddelde windsnelheid van 6,5 m/sec. Het experiment is een initiatief van KNN Milieu (verbonden aan de Universiteit Groningen) en de stichting Middag-Humsterland Duurzaam. Volgens KNN is de investering van 15.000 gulden in tien jaar terugverdiend. De gemeente Dordrecht denkt aan plaatsing van een Catavent, die lijkt op de verticale ventilatieschoepen die bijvoorbeeld op vrachtauto's voor vleesvervoer zijn te zien.

Ecofys, TU Delft en ECN werken in een zogeheten `EET-kiemproject' met financiële ondersteuning van de Nederlandse Onderneming voor Energie en Milieu Novem samen aan de ontwikkeling van `Urban Turbines' voor gemeenten, bedrijven en particulieren. ``De stedelijke windturbines zijn aantrekkelijk omdat ze een mooie aanvulling kunnen vormen op zonnepanelen, want ze produceren juist 's nachts en in de winter veel stroom,'' aldus projectleider ir. Geert Timmers van het in Utrecht gevestigde adviesbureau Ecofys. Het onderzoeksteam kijkt vooral naar de eisen waaraan de windmolens moeten voldoen, willen zij geschikt zijn voor toepassing binnen de gebouwde omgeving. ``Ze moeten minder geluid veroorzaken dan wanneer ze in een open omgeving zouden staan,'' aldus Timmers, ``de molentjes krijgen veel meer wisselende windsnelheden te verwerken, ook is er sprake van meer turbulentie; gemiddeld waait het in de gebouwde omgeving wat minder hard dan in het vrije veld, dus daar moet je met de opstartsnelheid en het aërodynamisch ontwerp rekening mee houden. Ook uit esthetisch oogpunt liggen de eisen hoger.'' Vanwege dat laatste aspect verwacht Timmers dat Darrieus rotoren hoge ogen zullen gooien.

Naast de losse windturbines op gebouwen zijn er ook kleinschalige voorbeelden van meer geïntegreerde toepassingen. Wie bijvoorbeeld van Arnhem via de A 325 richting Nijmegen rijdt kan bovenop het Ohra gebouw zien hoe een in het gebouw opgenomen windturbine haar rondjes draait. Het gaat om een molen van de Duitse fabrikant WKT. ``De molen is tijdens de bouw geïnstalleerd, omdat Ohra toch iets wilde doen aan energiebeheersing,'' vertelt Ron Vogel van de onderhoudsdienst, ``Maar qua vermogen zijn er geen wereldopbrengsten te verwachten. De molen vult een set met accu's, die 's nachts stroom leveren aan 15 tot 20 halogeenlampjes in de skylobby.''