De meeste energie van een windpark wordt geoogst wanneer gebruik wordt gemaakt van de krachtige luchtstroming in de lagere atmosfeer. Twentse wetenschappers berekenden de ideale hoogte van windmolens.
Windmolens worden steeds hoger. Vroege generaties kwamen veelal niet boven de 50 meter, terwijl de nieuwste generaties reiken tot meer dan 250 meter, met rotorbladen van ruim 100 meter. Hoe hoger je komt, hoe harder het waait. Daarnaast is er een extra sterke luchtstroming – vooral op de Noordzee - tussen de 100 en 150 meter, de zogenoemde ‘low-level jets’. En daar kunnen windparken van profiteren.
De onderzoekers voerden simulaties uit op een windmolenpark van veertig molens, gerangschikt in vier rijen van tien, om het windeffect van die ‘jetstream’ te verkennen. Bekend is zich dat achter elke turbine een zogenoemd zog bevindt, een werveling waar de wind zwakker is. Maar die zog blijkt een aanzuigende werking te hebben op de sterke luchtstroming.
Extra energie
Wanneer die luchtstroming loodrecht op de turbine afkomt, profiteert alleen de eerste rij molens, zo blijkt uit het onderzoek. Passeert de sterke luchtstroom bovenlangs, dan treedt dankzij de turbulente stroming een aanzuigende werking op achter elke molen. Het hele park oogst dan extra energie vanuit die ‘low-level jet’. En als de luchtstroming onder de turbines doorstroomt zorgt de onderdruk achter de windturbines ervoor dat de sterke luchtstroming als het ware in het zog wordt gezogen. Hierdoor leveren turbines verderop in het windpark toch genoeg energie. ‘Zonder dit effect zouden de turbines achterin het park veel minder energie leveren’, zegt onderzoeker Richard Stevens.
Deze nieuwe inzichten kunnen helpen bij het ontwerp van de molens en de onderlinge opstelling van de parken. Er zijn overigens nog meer aspecten die invloed hebben op het parkontwerp, aldus Stevens. Zo kunnen windstromen van richting veranderen door temperatuurverschil tussen verschillende luchtlagen.
