Project Duurzame Energie“De molen gaat niet om met de wind die voorbij is.”

24 januari 2008

Claudia van GestelCoen Grummels

Jeroen van Hellenberg HubarBart van Pelt

Kevin ReijnenEelco Vliek

Inhoud

1. Dictaat.2. Turby.

1. Regeltechnische opdracht.2. Locatiemodel.

3. Conclusie en Aanbevelingen.

Dictaat

• Kennis vergaren in de materie.• Weten wat er speelt en wat niet.• Resultaten op papier.

• Dictaat.• “Wie de toekomst als tegenwind aanvaardt, loopt in

de verkeerde richting.”

Dictaat1. De Historie van de windturbine.2. Wind.3. De windturbine.4. Aerodynamica van een windturbine.5. Locatiegeschiktheid.6. Energieproductie opbrengsten.7. Kosten en Opbrengsten.8. Onderzoek en ontwikkeling.9. Regelgeving.10. Wat verwachten we van windenergie?11. Vormen van duurzame energie.

Turby

• Verticale as windturbine.• Twee opdrachten.– Regeltechnische opdracht– Locatiemodel

Regeltechnische opdracht

• De gemeten energieopbrengsten liggen lager dan de verwachte energieopbrengsten.

– Maximale toerental is 420 omw/min (14m/s).– Bij overschrijding schakelt de turbine uit.– Na 5 min stilstand wordt de 10 min durende

opstartprocedure in gang gezet.

Regeltechnische opdracht

• Stoptijd verbeteren/inkorten.• Remmen.

• Windvlaag overleven.• Niet tot stilstand, maar het toerental terugbrengen

naar een gewenst niveau.

Regeltechnische opdracht

• Turby in Matlab• Koppel aan de generator.• Remmen door koppel te verminderen.

• Theoretisch kan het geregeld worden.

Regeltechnische opdracht

• Vliegwiel toepassen.• Savonius rotor toepassen.• Elektronisch remmen met de generator.• Mechanisch remmen.

Locatiemodel

• Waarom een locatiemodel?

• Theorie achter het model;

• Rekenvoorbeeld Avans Hogeschool Tilburg.

Locatiemodel

• Waarom een locatiemodel?

Men wil weten wat de jaarlijkse energieopbrengst van een Turby is op een gestelde locatie.

Locatiemodel

• Theorie achter het model.

De jaarlijkse energieopbrengst hangt af van:– De windsnelheid;

• Hoogte;• Locatie (Op land of aan zee, ruwheid van het landschap);

– Doorstromend oppervlak;– De dichtheid van de lucht;

Locatiemodel

– De windsnelheid

De windsnelheid is variabel en verschilt per plaats. Er zijn twee methodes om er achter te komen wat de frequentie van een bepaalde windsnelheid is:• Weilbull verdeling;• Meetstations van het KNMI.

Voor dit locatiemodel is gekozen voor de meetstations van het KNMI

Locatiemodel

– De windsnelheid

Om de windsnelheid ter hoogte van een Turby te berekenen moeten de ruwheidfactoren van het landschap mee genomen worden.

De ruwheidfactor van het landschap wordt bepaald door middel van de tabel van Davenport.

LocatiemodelozRuwheids-

klasseBenaming (m) Beschrijving d (m)

1 Zee 0,0002 Open zee of plas, met een vrije strijklengte van ten minste 1 km (ongeacht de hoogte van de eventuele golven)

0

2 Glad 0,005 Landoppervlak zonder merkbare obstakels of begroeiing.Bijvoorbeeld wad, strand, ijsvlakte, sneeuwlandschap zonder bomen.

0

3 Open 0,03 Vlak land met alleen oppervlakkige begroeiing (gras) en soms geringe obstakels. Bijvoorbeeld startbanen, weideland zonder windsingels, braakliggend bouwland.

0

Locatiemodel

De windsnelheid ter hoogte van een Turby.

0, 0,

0, 0,

ln ln

ln ln

t meso

t m

t m

meso m

t m

z z

z zv v

z z

z z

Locatiemodel

Vermogenberekening.

tottel vAP 3

2

1

Locatiemodel

Jaarlijkse energieopbrengst

Aantal uur per jaar

1000el elE P f

Locatiemodel

• Rekenvoorbeeld Avans Hogeschool Tilburg

Conclusie

Regeltechnische remsysteem• Theoretisch is de Turby te regelen• Afremmen via vliegwiel theoretisch een goede

oplossing. Nadeel: extra massatraagheid is ongewenst.

• Toepassen elektronische remsysteem.

Conclusie

Locatiemodel• Twee rekenmethodes. Meetwaarden van KNMI het

nauwkeurigst.

Project Duurzame Energie“De molen gaat niet om met de wind die voorbij is.”

Claudia van GestelCoen Grummels

Jeroen van Hellenberg HubarBart van Pelt

Kevin ReijnenEelco Vliek

Vragen?