Nominaal vermogen van de windturbine

Nominaal vermogen van de windturbine

Nominaal vermogen van de windturbine

Het vermogen van een moderne windturbine kan op dit moment (2015) oplopen tot 8 MW. Met dit vermogen wordt bedoeld het vermogen dat de generator maximaal kan leveren. Dit wordt ook wel het nominale vermogen genoemd. Het vermogen dat wordt geleverd is afhankelijk van de wind maar is nooit meer dan het nominale vermogen.

De elektriciteitsproductie van een windturbine hangt af van de grootte en van het type turbine. Om het elektrisch vermogen te kunnen bepalen bij de verschillende windsnelheden wordt gebruik gemaakt van de vermogenskarakteristiek (zie figuur 6).

In de afbeelding is een vermogensgrafiek afgebeeld voor een turbine met verstelbare rotorbladen (pitch-control). Dat betekent dat de stand van de rotorbladen door een computer wordt geregeld afhankelijk van de windsnelheid. Bij een windsnelheid van 3,5 m/s (windkracht 2) wordt de windturbine op het elektriciteitsnet geschakeld. Dit wordt de ‘cut-in speed’ genoemd. We zien bij toenemende windsnelheid dat het opgewekte vermogen stijgt (‘power curve’). Bij een windsnelheid van 14 m/s wordt het nominale elektrische vermogen bereikt. De regelcomputer zorgt ervoor dat bij windsnelheden hoger dan 14 m/s (ongeveer windkracht 7) het geleverde elektrische vermogen constant blijft door het aan passen van de bladhoek / spoed (Eng. Pitch). Als de wind een snelheid bereikt van 25 m/s (windkracht 10) wordt de turbine uit veiligheidsoverwegingen afgeschakeld (‘cut-out speed’).

Energie opbrengst van een windturbine

Er zijn vuistregels om de opbrengst van een windturbine globaal in te schatten. Voor al die vuistregels is de betrouwbaarheid echter vrij gering. Er wordt namelijk geen rekening gehouden met de invloed van specifieke omstandigheden. Daarnaast leidt een kleine fout in de gemiddelde windsnelheid al gauw tot grote onnauwkeurigheden in het vermogen vanwege de 3e macht. Om een globale indruk te krijgen over bijvoorbeeld de haalbaarheid van plaatsing van windmolens op een bepaalde locatie kunnen vuistregels echter wel handig zijn.

Een eenvoudige formule om de gemiddelde jaarproductie in kWh te bepalen is:

\(Opbrengst=C∙v_w^3∙A_r\)

 

  • Opbrengst is de elektriciteitsproductie per jaar       in kilowattuur (kWh)
  • C is de opbrengstfactor (2,8 – 4)
  • vw is de jaargemiddelde windsnelheid op ashoogte in meter per seconde (m/s)
  • Ar is het rotoroppervlak in vierkante meter (m2)

De waarde van C is lager naarmate de gemiddelde windsnelheid hoger is en hangt verder af van de kwaliteit van de windturbine. In Nederland varieert ze van circa 2,8 aan de kust tot 4,0 in het binnenland. Voor een gemiddelde windlocatie in Nederland en een goede turbine kan 3,7 worden

ingevuld. Het lijkt vreemd dat de waarde van C aan de kust lager is dan in het binnenland, echter de windsnelheid die tot de 3e macht in de formule staat, is er veel hoger waardoor de jaaropbrengst toch een stuk hoger uitvalt voor kustlocaties.

 

 

  • Het arrangement Nominaal vermogen van de windturbine is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    My Tec
    Laatst gewijzigd
    05-10-2015 13:32:58
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands 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 3.0 Nederland licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

  • 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

    IMSCC package

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

    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.

  • Wikiwijs is een dienst van