Reportage

Met deze gigantische vlieger kan wind omgezet worden in energie

Elektriciteit opwekken Aangedreven door de wind trekt een enorme vlieger een lijn van 300 meter uit en kan zo 150 huishoudens van stroom voorzien.

De vlieger van Kitepower lijkt op een surfkite, maar is erg groot - twintig meter breed en in het midden vier meter hoog. Door de trekkracht van de vlieger kan energie opgewekt worden.
De vlieger van Kitepower lijkt op een surfkite, maar is erg groot - twintig meter breed en in het midden vier meter hoog. Door de trekkracht van de vlieger kan energie opgewekt worden. Foto Kitepower

De vlieger van Kitepower lijkt op die van een kitesurfer. Dezelfde vorm, dezelfde opgeblazen ribben. Maar deze vlieger heeft een oppervlakte van zestig vierkante meter in plaats van tien. De werkplaats van Kitepower, in een voormalige kabelfabriek in Delft, bestaat uit een grote loods en kleinere ruimtes met daarboven kantoren. De vlieger staat rechtop, liggend zou hij een kwart van de loods bezetten – hij is twintig meter breed en in het midden vier meter hoog. Van dichtbij valt op dat hij gemaakt is van zeildoek, dat dikker is dan vliegerdoek. Hij heeft ook meer lijntjes dan een surfkite. De vlieger moet 5.000 kilo trekkracht aankunnen, vandaar.

Hoe meer kracht, hoe meer energie hij kan opwekken, want daar is de vlieger voor bedoeld. Aangedreven door de wind trekt hij een lijn uit. Die zit vast aan een lier en daarin zit een trommel die dankzij het uittrekken draait. Deze beweging wordt omgezet in elektriciteit. Een vlieger kan 100 kilowatt opwekken, genoeg voor 150 Nederlandse huishoudens.

Kitepower is een Delftse start-up die werkt aan airborne wind energy, de verzamelnaam voor technieken – er zijn ook varianten met zweefvliegtuigjes – die windenergie opwekken zonder hoge masten. „Het idee om energie op te wekken door een lijn uit te trekken is al oud. In de jaren 80 schreef Miles Loyd een paper met de basisformules”, vertelt Joep Breuer, technisch directeur van Kitepower. „Pas rond het jaar 2000 waren de materialen en computers zo ver dat het praktisch mogelijk werd.” Voor drones werd de benodigde sensortechnologie ontwikkeld, er kwamen supersterke lichte lijnen van kunststofvezels, en computers kregen meer rekenkracht.

Brandwond door vliegerlijn

Voor Kitepower begon het met astronaut en hoogleraar lucht- en ruimtevaarttechnologie Wubbo Ockels, die een brandwond opliep toen er op het strand een vliegerlijn door zijn hand schoot. Om te onderzoeken wat er mogelijk is met de energie die daarbij vrijkomt, richtte hij een onderzoeksgroep op aan de TU Delft, waaruit in 2016 Kitepower voortkwam.

Dat het mogelijk was om met een vlieger energie op te wekken, bewees de onderzoeksgroep door met een vlieger van 25 m2 een lier van 20 kilowatt te laten draaien. „Besturen ging met een afstandsbediening”, zegt Breuer. De schaal moest groter om de energie betaalbaar te maken, en het oplaten en besturen moest automatischer. „Het was die eerste tijd echt nog knutselen. Als de vlieger beschadigde, kropen we zelf achter de naaimachine om hem te maken”, zegt Breuer.

De afstandsbediening is vervangen door een zwart, driehoekig kastje dat onder de vlieger hangt en hem zelfstandig bestuurt. „Er zitten twee motortjes in, eentje om naar links en rechts te gaan, en een om de invalshoek te regelen zodat er harder of minder hard getrokken wordt”, zegt Breuer. In het kastje zitten de sensoren die windrichting, windkracht en trekkracht registreren en de computer die de motortjes aan het werk zet.

De vlieger maakt achtjes in de lucht. „Door zo’n figuur te vliegen gaat hij sneller dan de wind”, zegt Breuer. Net als een waterskiër: blijft die recht achter de boot, dan gaat hij even hard als de boot, beweegt hij naar links en rechts dan legt hij een grotere afstand af en gaat hij harder dan de boot. „Het is een kwadratische verhouding, als de vlieger twee keer sneller vliegt, dan trekt hij vier keer harder. Hoe harder hij trekt, hoe meer energie.”

Proefvluchten vinden plaats op een vaste testlocatie op Goerree-Overflakkee. De vlieger begint met zijn achtjes op 100 meter hoogte, en trekt de lijn uit tot hij op 300 meter hoogte zit. Dan is de lijn op. „Dan kantelen we de vlieger, en dan trekken we hem met zo min mogelijk energie naar binnen”, zegt Breuer. „80 Procent van de tijd zijn we aan het uitlieren, 20 procent aan het intrekken. Met uittrekken wekken we gemiddeld 130 kilowatt op, het intrekken kost 20 kilowatt.”

Voor vlieger en grondstation is 95 procent minder materiaal nodig dan voor een windmolen. Maar een windmolen langs de snelweg (van twee tot drie megawatt) heeft twintig tot dertig keer meer vermogen dan een vlieger, de grootste windmolen op zee 150 keer meer. Is de vlieger wel serieus te nemen als alternatief voor offshore windenergie, het uiteindelijke doel van Kitepower?

Lokale verduurzaming stagneert. In Bernheze blijkt waarom

„Dertig jaar geleden hadden windturbines vergelijkbare vermogens als onze vliegers nu”, zegt Breuer. „Bij ons gaat die opschaling geen dertig jaar duren. De intelligentie in het stuurkastje is onze belangrijkste troef. Het zal de software worst wezen of de vlieger 60 of 600 vierkante meter is. De parameters zijn anders, maar de omgang met wind blijft hetzelfde.”

Voor nu ziet Kitepower een rol voor zichzelf in de stroomvoorziening voor afgelegen gebieden, waar veelal vervuilende dieselgeneratoren worden gebruikt. Eilanden zonder eigen energievoorziening en op missies van Defensie bijvoorbeeld. Vorig jaar testte Kitepower de vlieger bij een genie-project van Defensie op Aruba.

„Daar hebben we laten zien dat de vliegers doen wat ze beloven”, zegt Breuer. Om de laatste stap naar professionalisering te zetten loopt nu een crowdfundingsactie. Het gevraagde bedrag van 700.000 euro is met nog een week looptijd al bij elkaar, dankzij 580 kleine en twee grote financiers. „We hebben nu klanten nodig. We moeten onze geloofwaardigheid opkrikken en vlieguren maken die geverifieerd zijn door een externe partij.”

Opschaling

Het volgende technische doel is opschalen naar 500kw. Onderweg is nog veel onderzoek nodig. Kan de vliegbeweging beter? Kan het klapperen minder? Wat vinden mensen van de vliegers? Hoeveel geluid maken ze eigenlijk? Hoe gedragen vogels zich rond de vliegers? Juist die vragen interesseren Breuer. „We blijven ingenieurs, het kan altijd beter.”

Maar eerst de zakelijke opschaling. „We zien concullega’s failliet gaan. Dat klinkt als goed nieuws, meer markt voor ons. Maar ik lig daar wakker van. De wereld brandt af, en alsnog is het zo moeilijk hier geld voor bij elkaar te halen. Ik denk dat mensen zoeken naar een oplossing die nú verschil maakt. Wij zijn geen oplossing voor morgen, maar voor overmorgen.”

In een eerdere versie van dit artikel stond dat de crowdfundingsactie voor Kitepower was afgelopen, maar deze loopt nog tot 4 oktober. Dit is hierboven aangepast.