Kleinschalige windenergie voor iedereen: Nieuwe turbines werken vanaf slechts 2,7 m/s

Het Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP en de BBF Group uit Berlijn hebben de eerste lichtgewicht prototypes van een nieuw ontwikkelde kleine windturbine geïntroduceerd. Hun gezamenlijke onderzoeksproject is gericht op de ontwikkeling van zeer efficiënte turbines voor regio's met lage windsnelheden en vormt een belangrijke mijlpaal in de ontwikkeling van gedecentraliseerde energieoplossingen.

De nieuwe kleine windturbines beginnen al te werken bij windsnelheden van slechts 2,7 meter per seconde - aanzienlijk eerder dan typische commerciële modellen, die meestal rond de 4 m/s nodig hebben. Bij 10 m/s bereiken de rotors tot 450 omwentelingen per minuut, waarbij ongeveer 2.500 watt vermogen wordt opgewekt. Met een geluidsniveau van slechts 40 decibel zijn ze naar verluidt niet luider dan een huishoudelijke koelkast. Hun efficiëntie van 53% komt opmerkelijk dicht bij het theoretische maximum van 59%.

Een belangrijke factor achter de hoge efficiëntie is het lichtgewicht ontwerp van de rotorbladen, die gemaakt zijn van vezelcomposieten met een holle structuur en zonder schuimkern. Dankzij dit ontwerp kunnen de onderzoekers het gewicht van de bladen met wel 35% verminderen. De onderdelen zijn vervaardigd met behulp van industrieel 3D-printen en een automatisch vezelplaatsingssysteem (AFP), dat zorgt voor een nauwkeurige gelaagdheid van de vezelstroken en tegelijkertijd overlappingen minimaliseert.

Mogelijke toepassingen

Hun compacte ontwerp en lage gewicht maken de nieuwe kleine windturbines geschikt voor een groot aantal toepassingen. Dankzij een opstartsnelheid van slechts 2,7 m/s zijn ze ideaal voor regio's met beperkte wind, waar conventionele systemen vaak economisch niet rendabel zijn. Ze vormen ook een veelbelovende optie als aanvullende energiebron voor particuliere huishoudens.

De lichtgewicht turbines zijn bijzonder geschikt voor afgelegen gebieden zonder betrouwbare toegang tot het elektriciteitsnet, zoals berghutten, onderzoeksstations of eilandgemeenschappen. Door hun compacte ontwerp zijn ze ook een praktische en duurzame energiebron voor rampenbestrijding en mobiele operaties, waarbij veldlaboratoria en noodonderkomens van stroom worden voorzien.

Volgens Fraunhofer is een van de belangrijkste voordelen van de nieuwe kleine windturbines dat ze over het algemeen geen bouwvergunning nodig hebben. In de meeste gevallen is het voldoende om de plaatselijke bouwinstantie op de hoogte te brengen voordat ze geïnstalleerd worden. Op de lange termijn zullen de prototypes naar verwachting bijdragen aan de ontwikkeling van gedecentraliseerde energie-eilanden die zonne-energie, batterijopslag en kleine windsystemen combineren - waardoor een zelfvoorzienende energievoorziening ontstaat die veerkrachtiger is bij weersschommelingen en de lokale energietransitie ondersteunt.

Vijf prototypes worden momenteel getest

Er zijn in totaal vijf prototypes geleverd aan de BBF Group en deze zullen op verschillende locaties worden geïnstalleerd om hun prestaties onder verschillende omstandigheden en op verschillende hoogtes te testen. Het is nog onduidelijk wanneer de kleine windturbines in massaproductie zullen gaan en beschikbaar zullen worden voor particulier en commercieel gebruik.