Module Windenergie

Module Windenergie

Inleiding

 

Een van de alternatieven voor fossiele brandstoffen is windenergie.  Om de Europese energiedoelstellingen te behalen moet Nederland voor fors investeren in duurzame energievormen. Op dit moment kan dit niet zonder windenergie gerealiseerd worden. Op diverse locaties, op land en op zee, worden nieuwe windturbines geplaatst. De vorige generatie windturbines worden vervangen door minder maar veel grotere turbines. Ook op zee worden nieuwe windparken gebouwd zoals het offshore windpark Gemini boven Schiermonnikoog. De huidige windenergiebranche is een relatieve jonge bedrijfstak. Er wordt nog volop ontwikkeld om de installatiekosten te reduceren en om de levensduur te verlengen. Vooral de offshoren windparken zijn nog duur in vergelijking met windparken op land.

In deze module krijg je een beeld van de ontwikkelingen op het gebied van windenergie. Je doet kennis en ervaring op in ontwikkelingen en innovaties op het gebied van windenergie en windturbines. Aan het einde van de module ben je in staat om mee te kunnen praten over de ontwikkelingen binnen de windenergie sector en heb je daarover een eigen mening gevormd. Dit maakt dat je in je (studie)loopbaan bewuste keuzes kunt gaan maken met betrekking tot dit werkgebied.

 

 

Deze module kan gevolgd worden door studenten van een (technische) niveau 3 of 4 mbo opleiding. De module is geschikt voor o.a. de volgende opleidingen:

  • Allround Operationele Technicus
  • Service en Onderhoudstechnicus Werktuigbouw
  • Service en Onderhoudstechnicus Elektrotechniek en Instrumentatie
  • Middenkader engineering

 

Inhoud specifieke module

 

Deze module heeft een studieduur van 40 uur en bestaat uit de volgende 4 thema’s:

  • Wat is windenergie (8 SBU)
  • Vermogen van de windturbine (12 SBU)
  • Onderdelen van een windturbine. (5 SBU)
  • Windturbines in de praktijk. (15 SBU)

Voorkennis:

  • Bassiskennis energietechniek
  • Kennis van wis- en natuurkunde

Toetsing:

  • Een thema wordt afgesloten met een opdracht.
  • De module wordt niet als geheel getoetst.

 

 

 

 

Thema 1. Wat is windenergie

Introductie

In dit thema komen de volgende onderdelen aan de orde:

  • Wat is windenergie.
  • Welke type windturbines zijn er.

   

 

 

 

 

 

Windenergie is al heel lang in gebruik. Wat is nou eigenlijk wind en hoe halen we daar energie uit? Door de jaren heen is veel ervaring opgedaan met de historische windmolens met als doel  om zoveel mogelijk energie uit de wind te halen. Voor de industriële revolutie draaide de Nederlandse industrie volledig op windenergie. In dit thema ga jij onderzoeken wat op dit moment de mogellijkheden zijn met de huidige windturbines.

Leerdoelen: 

Na dit onderdeel kun je het volgende benoemen:

  • Hoe ontstaat wind
  • Het belang van de windkaart voor de plaatsing van windturbines
  • Energie opbrengst van de windturbines
  • Verschillende soorten windturbines herkennen 

SBU (studiebelastinguren) 8 sbu

Opdracht 1.1a (2 sbu)     Opdracht 1.1b (1 sbu)   Opdracht 1.2 (5 sbu)

Opdracht 1.1

Voorkennis windenergie 
Voor deze opdracht ga je eerst informatie verzamelen. Deze vind je onderaan de pagina via verschillende linkjes.
De opdracht bestaat uit 2 onderdelen:

a. Individuele onderzoeksopdracht (2 SBU):   
Om te begrijpen wat wind is en waarom de keuze van een locatie voor windturbines belangrijk is ga je via onderstande links je verdiepen in de windenergie.
Vervolgens maak je de onderstaande opdracht.

Voorkennis activeren
Voorkennis activeren

b. Verwerkingsopdracht groep max 4 studenten (1 SBU):  
Vergelijk de individuele uitkomsten en noteer de overeenkomsten en verschillen.
De kennis die je hier heb opgedaan heb je nodig in de volgende opdracht.

Opdracht 1.2

Overzicht windturbines

Voor deze opdracht ga je informatie verzamelen. Deze vind je onderaan de pagina .

Opdracht in tweetallen: Maak een poster (4 sbu)

Maak een poster waarop onderstaande onderdelen staan vermeld. Deze poster kun je in thema 2 gebruiken om een keuze te maken voor jouw leefomgeving. Met het programma Canva kun je deze poster vorm geven. 

Onderdelen voor de poster 

  • uitvoeringen op basis van de positie van de hoofdas (horizontaal of verticaal)
  • uitvoeringen op basis van het aantal bladen (mono blad, 2 bladen, 3 bladen, multi bladen
  • directe of indirecte generator aandrijving
  • onshore windturbine
  • offshore windturbine

Presenteer aan de klas met behulp van de poster en geef antwoord op de onderstaande vragen.

  1. Waarom heeft een zogenaamde Amerikaanse windturbine veel rotorbladen?
  2. Waarom worden de meeste windturbines uitgerust met 3 rotorbladen?
  3. Benoem 2 voordelen van een 2 bladige rotor ten opzichte van een windturbine met 3 bladen.
  4. Wat zijn de voor- en nadelen van een windturbine met een verticale of een horizontale as?
  5. Wat zijn de verschillen tussen een onshore en off shore windturbine?
  6. Wat zijn de voor- en nadelen van een windturbine met directe of indirecte generator aandrijving?

Linken naar informatie.

Onderstaande links kunnen je helpen bij het maken van je poster.
Via zoekopdrachten op internet is nog meer informatie te vinden.

 Windturbine

Thema 2. Vermogen van de windturbine

Introductie

 

 

 

 

 

 

In dit thema komen de volgende onderdelen aan de orde:

  • Energie verbruik in jouw leefomgeving
  • Locatie voor windturbines
  • Vermogens van windturbines
  • Efficiency van windturbines

Leerdoelen: 

Je kan na dit thema:

  • Het benodigde elektrische vermogen bepalen voor je leefomgeving
  • Keuzes maken voor de selectie van een windturbine
  • Het beschikbare windvermogen berekenen
  • Het turbinevermogen berekenen
  • De efficiency van een windturbine berekenen

SBU (studiebelastinguren) 

Opdracht 2.1 (6 sbu)    Opdracht 2.2. (1 sbu)   Opdracht 2.3 (2 sbu)   Opdracht 2.4 (3 sbu)   

Opdracht 2.1

Berekening vermogen en rendement van een windturbine. 

Voor deze opdracht ga je eerst informatie verzamelen. Deze vind je onderaan de pagina via verschillende linkjes

 

Werk onderstaande berekening uit.(6 sbu)

Opdracht vermogensberekening

 

 

 

De berekening en het inzicht in vermogen en rendement heb je nodig in opdracht 2.

 

Linken naar informatie.

Enercon

Technsche informatie Enercon

.

Intro vermogen

Turbine vermogen

Vermogen uit wind

Nominaal vermogen windturbine

Energiestromen

windsnelheid

 Windsnelheid

 Windkaarten

Opdracht 2.2

Bereken de windturbines voor jouw energie voorziening?

Voor deze opdracht ga je eerst informatie verzamelen. Deze vind je onderaan de pagina via verschillende linkjes.
De opdracht bestaat uit 3 delen.

a. Waar staan de windturbines in jouw provincie. (1sbu)
Onderzoek voor jouw woonplaats het elektrisch energieverbruik. 

Om dit te berekenen heb je o.a. het jaarlijkse energieverbruik van een gemiddeld huishouden in Nederland in kWh nodig en het aantal woningen in je woonplaats. Deze informatie kun je uit onderstaande links halen.

De informatie die je hebt gevonden heb je nodig in opdracht 2b.

Energieverbruik
Energieverbruik
Kerncijfers per gemeente

 

 

 

Als je inzicht hebt gekregen in het elektrisch verbruik kun je op deze site zien hoeveel elektrischiteit in jouw leefomgeving al wordt opgewekt met de windmolen. Ga met je eigen berekening onderzoeken of het huidige aantal windturbines voldoende is voor de volledige leefomgeving.

Statistieken

 

Via deze link vind je meer informatie over de locatie en turbinevermogen van geïnstalleerde windturbines. Klik in de site op de groene pin op de kaart en klik de tekst aan.

 

Opdracht 2.3

Plaatsbepaling turbines

Voor deze opdracht ga je eerst informatie verzamelen. Deze vind je onderaan de pagina via verschillende linkjes.

b.  Verwerkingsopdracht groep max 3 studenten(2sbu)

Bepaal waar je de turbines in je woonomgeving zou kunnen plaatsen. 

Deze opdracht heb je nodig om opdracht 2c te kunnen maken.

In de uitwerking zijn onderstaande gegevens verwerkt:

  • Bepaal samen de meest optimale locatie van de windturbine en houdt rekening met de eventuele bezwaren van de omwonenden. Motiveer je keuze.
  • Onderzoek hoe je het draagvlak onder de omwonenden zou kunnen vergroten.
  • Bereken het benodigde turbinevermogen voor jouw leefomgeving (gebruik hiervoor opdracht 1a)
  • Onderbouw de keuze van het type windturbine die je zou willen plaatsen, houd hierbij rekening met:
    • Hoogte
    • Vermogen
    • Aantal turbines
    • Aantal bladen
  • Hoeveel turbines heb je nodig, toon dit aan met een berekening.

In de datasheet vind je informatie over de molen per fabrikant, gebruik de andere links om je opdracht te onderbouwen.

Enercon
Technsche informatie Enercon
Nodex type Delta
Nordex type Gamma
Vestas
.
Intro vermogen
windsnelheid
 Windsnelheid
 Windkaarten
 Info keuze maken

Opdracht 2.4

c. Maak van de onderdelen a en b een presentatie en zet deze online. (3sbu)

Onderstaande instructie geeft je een handvat om de presentatie te maken en te publiceren.

De duur van de presentatie is maximaal 5 minuten.

Stappenplan voor het maken van een presentatie en deze vervolgens online zetten

 

 

 

Presenteer als groepje de uitkomsten online. (zodat jullie jezelf terug kunnnen zien)

De eisen aan de presentaie zijn in onderstaand document geformuleerd.

Eisen precentatieopdracht windmolen

 

Thema 3. Hoofdonderdelen van de windturbine

Introductie

In dit thema komt het volgende aan de orde:

  • Hoofdonderdelen van de windturbine
  • Toets over de onderdelen.

Leerdoelen: 

Je kunt na dit thema benoemen:

  • Uit welke onderdelen de windturbine is opgebouwd
  • Wat de functie van de hoofonderdelen is
Principewerking van een windturbine

SBU (studiebelastinguren)

Opdracht 1. 4,5 sbu

Toets. 0,5 sbu

 

Opdracht 3.1

Onderdelen van de windturbine. (4,5 sbu)

In de afbeelding zie je de nummers van diverse onderdelen staan. Via de knop 'START' onder de afbeelding vind je informatie over de turbine onderdelen.

Oefening: De hoofdonderdelen van een windturbine

Start

Toets

Toets over de onderdelen van de windturbine 0,5 sbu

Je hebt in de vorige opdracht kennis gemaakt met de diverse onderdelen van een moderne windturbine. In de volgende toets kun je testen wat je opgedane kennis hiervan is.

  • Spreek een datum en tijdstip af met je docent om deze toets te maken.
  • Maak aan het eind een screen shot van je resultaat, let op dat je je naam goed invult, het tijdstip en datum staan vermeld op de afdruk.
  • Lever dit resultaat in bij je docent op de afgesproken manier.


Succes!

Toets: Toets hoofdonderdelen van een windturbine

Start

Thema 4. Windturbines in de praktijk

Introductie

In dit thema komen de volgende onderdelen aan de orde:

  • Veiligheid
  • Veilig werken in een windturbine
  • Hoe ziet de windturbine er in het echt uit.

Leerdoelen: 

De student kan benoemen:

  • Welke veiligheidseisen gelden tijdens het werken aan een windturbine.
  • Welke persoonlijke beschermingsmiddelen gebruik je tijdens het werken aan een windturbine.

 

SBU (studiebelastinguren)

Opdracht 1.  4 sbu

Praktijkdag.  11 sbu

Opdracht 4.1

Veiligheid in de windindustrie

Voor deze opdracht ga je eerst informatie verzamelen. Deze vind je onderaan de pagina via verschillende linkjes.

Groepsopdracht Quiz (3SBU)

Bedenk per groepje 15 quizvragen over veiligheid in de windindustrie. Gebruik hiervoor het programma Kahoot. Maak per groepje (max.4 personen) een inlog via www.getkahoot.com
De verschillende quizzen wordt individueel gespeeld in de klas (via www.kahoot.it ) Wie heeft de hoogste score en verdient de "eeuwige roem"?

De vragen hebben betrekking op de volgende onderdelen.

  • Risico's tijdens de transfer (overstap) van de boot naar de windturbine (platform)
  • Persoonlijke beschermingsmiddelen voor de transfer
  • Trainingscertificaten voor de transfer
  • Aanvullende maatregelen voor de transfer
  • Maatregelen tijdens de transfer
  • Maatregelen als je werkzaamheden moet uitvoeren aan de elektrische installatie in de gondel van een windturbine aan land.
  • Basic Safety Training volgens de GWO standaard

Eisen groep bij maken en afspelen (1 SBU) van de quizvragen:

  • Ieder groepje heeft 15 quizvragen over veiligheid in de windindustrie in Kahoot! gemaakt en speelt deze quiz voor de hele klas zelf af.
  • De resultaten van de quiz (het exceldocument) wordt ter plekke naar de docent gemaild.

Eisen individuele resultaten quiz:

  • De student heeft op iedere quiz minimaal 8 van de 15 vragen goed beantwoord.

Na afloop worden de quizvragen van ieder groepje via de knop "share" gedeeld met de docent.

Linken naar informatie

Introductie veiligheid
GWO standard safety training
windenergiebedrijven
de arbocatalogus

 

 

 

Praktijkdag windenergie

Voor deze opdracht ga je eerst informatie verzamelen. Deze vind je onderaan de pagina via verschillende linkjes.De opdracht bestaat uit 3 onderdelen:

a. Voorbereiding praktijkdag (2 SBU):   

  • Onderzoek de verschillende beroepen in de bedrijfstak voor windenergie. Gebruik de onderstaande link van Siemens.

b. Praktijkdag (8 SBU):  
Voor deze dag is er een progamma gemaakt. Deze staat in de onderstaande link.

Zorg er voor dat je onderstaande punten hebt geregeld:

  • Neem werkschoenen mee;
  • Print de checklist en neem deze mee;
  • Neem een pen en schrijfblok mee.

Gebruik je checklist om alle vragen beantwoord te krijgen

c. Verwerkingsopdracht groep max 4 studenten (1 SBU):  
Vergelijk de individuele uitkomsten van de checklisten en noteer de overeenkomsten en verschillen.
De kennis die je nu heb opgedaan kun je gebruiken in alle opdrachten.

Links naar informatie

Evaluatie

Klik hier voor een enquete over de keuzemodule

 

Bedankt voor het invullen!

Bronnen

Voor de verschillende onderdelen van deze module is gebruik gemaakt van materiaal van:

 

Alle publicaties van de module energietransitie vallen onder een Creative Commons Naamsvermelding-NietCommercieel-GelijkDelen 4.0 Internationaal-licentie.

 

  • Het arrangement Module Windenergie is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Energy College
    Laatst gewijzigd
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

    Gebruikte Wikiwijs Arrangementen

    College, Energy. (z.d.).

    Module Windenergie

    https://maken.wikiwijs.nl/77102/Module_Windenergie

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    Oefeningen en toetsen

    De hoofdonderdelen van een windturbine

    Toets hoofdonderdelen van een windturbine

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    QTI

    Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat alle informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen punten, etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.

    Versie 2.1 (NL)

    Versie 3.0 bèta

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van