Windmolen

Hier staan we met z'n drieën de molen vast te houden. Hij staat met de bovenmast van 1,50 m op de grond.
Het lijkt een heel ding, maar hij weegt maar 90 kilo. Hij vangt ook niet veel wind, dankzij dat grote gat in het midden. Tenminste, als je hem goed richt op de wind.

De totstandkoming van de molen is echt een multidisciplinair proces geweest. Wil je een redelijk rendement halen, dan moet je op alle fronten je best doen. De vorm en de stand van de wieken kan zomaar 10% schelen. De vorm van de venturi (de toeter), daar is dagen aan gerekend met dezelfde supercomputer en software waar ook de nieuwe Airbus mee is doorgerekend. Computational Fluid Dynamics, met miljarden elementen.
De vorm van de venturi is zodanig dat de wind er doorheen gezogen wordt. Op de foto kijk je dus op de uitgang. Je zou denken dat het logisch is om een trechter te maken die de wind vangt, maar het blijkt dat je het juist beter andersom kunt doen.
Naast al het rekenwerk heeft de molen ook veel tijd doorgebracht in de windtunnel van het NLR. Daar is bijvoorbeeld de optimale hoek van de wieken bepaald, die heel anders was dan de deskundigen hadden ingeschat. Die proeven zijn dus niet voor niets geweest.
Ronddraaiende wieken, mageneten erop, spoelen en je hebt stroom, zou je zeggen. Ook op dat gebied is men tot het uiterste gegaan. Je kunt wel lukraak stroom aftappen van de molen, maar daardoor gaat hij langzamer draaien. En er is een optimale verhouding tussen windsnelheid en rotortoerental. Wil je dat optimum bij elke windsnelheid bereiken, dan ontkom je niet aan een ingewikkelde toerentalregeling.
Nadat een ervaren programmeur vijf keer gestruikeld was op deze regeling, heeft de hoofdconstructeur het heft in handen genomen en de software zelf geschreven.
Hij heeft me de computer laten zien, en die is niet groter dan een duimnagel: processor, RAM, ROM, software geprogrammeerd in C. Deze computer meet 12 keer per omwenteling de snelheid van de wieken en past hierop het onttrokken vermogen aan, zodanig dat de wieken zoveel mogelijk "door de wind snijden": de optimale verhouding tussen toerental en windsnelheid. Hij maakt dan ook het minste geluid. Eigenlijk maakt hij vooral geluid als hij nog op toeren moet komen, of als de wind alweer is afgenomen en de wieken nog volop draaien.
De donkere band rond de wieken is een rvs-plaat met gaatjes, die zorgt voor de geluiddemping.
De computer verbruikt overigens 2 Watt. Extreem weinig voor een computer die altijd aan staat.
Wat uit de molen komt, is wisselstroom van een variabele frequentie. De netwerkbeheerder is daar niet blij mee: die wil 220 Volt, netjes 50 Hz.
De energie die je aan het net wilt leveren, mag niet meer dan 5% afwijken van de sinus.
Deze 'uitdaging' is opgelost door magneten toe te voegen aan de rotor (dynamo), zodanig dat er pakweg 400 Volt uit komt. Dit blijkt veel makkelijker om te vormen tot die 220 V, 50 Hz.
Zonnecellen moeten 24 Volt gelijkstroom omzetten naar 220 V wisselstroom. Dit lukt wel, maar de afwijking kan soms wel 20% van de sinus zijn. En daar hoor je niemand over. Als je hier een complottheorie in wilt zien: de zonneceljongens en -meisjes hebben een veel betere deal kunnen sluiten met elektriciteitsmaatschappijen dan de windenergiemensen. Niet eerlijk.
Ik heb nou de vier belangrijkste disciplines genoemd: werktuigbouw, elektronica, software, stromingsleer. Op elk van die disciplines zijn de ontwikkelaars tot het uiterste gegaan om dat laatste procentje mee te pakken. Er is echter één discipline waar ze niet zoveel invloed op hebben: de overheid.
Het feit dat wij in Maasdonk niet hoger mogen gaan dan 7,80 m (ter vergelijking: in Friesland mag je tot 15 m vergunningsvrij een mast zetten) scheelt ons zomaar 10 tot 15% opbrengst. Heb je alle natuurwetten getrotseerd, wordt je door een plaatselijke verordening ingesnoerd. En dan hebben we het nog niet eens over die 485 euro legeskosten die dat arme windmolentje ook nog moet terugverdienen...
Sorry, ik moest het even kwijt.
Los van alle discussies over opbrengst en terugverdientijd vinden wij het een mooi statussymbool. Vooral de vorm: een driepuntige ster in een cirkel. Je kunt er niet in rondrijden, maar als statussymbool stelt het alle andere sterren in de omgeving in de schaduw.