|
[[File:Bobbejaanland windmill.jpg|thumb|Deze windmolen bij [[Bobbejaanland]] werd in 2001 gebouwd door [[Engie Electrabel]]. De windturbine produceert maximaal 860 kW.]]
'''Windturbinevermogen''' is het vermogen dat een windturbine produceert. Er wordt een verschil gemaakt tussen het nominale vermogen, het maximale vermogen dat de turbine kan leveren, en het vermogen dat de turbine op een specifiek moment levert.
Het vermogen van moderne windturbines op land varieert tussen 2 en 3,4 [[megawatt|MW]], en op zee van 5 tot 8 MW. Er bestaan al types tot 12 MW.
'''Windturbinevermogen''' heeft een aantal betekenissen. Het ''nominale'' vermogen is wat op het naamplaatje staat, bijvoorbeeld 2 MW. Interessanter is wat de turbine ''werkelijk'' levert afhankelijk van de windsnelheid, en hoe dat geregeld wordt. Belangrijk is vooral het vermogen ''gemiddeld'' over een jaar, bijvoorbeeld 4 GWh/a, en hoe dat afhangt van de gemiddelde windsnelheid ter plaatse. Is er een ''vervangend'' vermogen, d.w.z. kan een deel van de conventionele elektriciteitsproductie eenheden vervangen worden door windtubineparken?
=== Theorie ===
Stel dat de turbine begint te draaien bij windsnelheid <math>v_b</math> en dat het vermogen begrensd wordt bij windsnelheid <math>v_g</math> (Engels: rated windspeed) om overbelasting te voorkomen. Bij windsnelheden tussen deze waarden <math>v_b<v<v_g</math> is het vermogen
Het ''nominale'' vermogen <math>P_g</math> is wat bij sterke aanhoudende wind gedurende lange tijd opgewekt kan worden. Dit vermogen kan aanzienlijk overschreden worden bij een sterke windvlaag. Als de vermogenregeling snel en betrouwbaar is ontstaat geen schade. Mechanische overbelasting wordt juist vermeden als de windvlaagenergie afgevoerd kan worden in het net.
=== RegelingVermogensregeling ===
Moderne windturbines werken met een variabel toerental en hoekverstelling van de vleugels die draaibaar zijn om hun lengteas (pitch control). De turbine drijft een [[asynchrone draaistroommotor]] aan waarvan de stator direct aan het net gekoppeld is en de rotor via een AC-DC-AC [[omvormer]].
Voor <math>v>v_g</math> wordt de tipsnelheid begrensd op bijvoorbeeld 80 m/s. Bij toenemende windsnelheid zou zonder hoekverstelling de lifthoek groter worden en overtrek optreden zoals bij de klassieke Deense turbines. Bij moderne turbines wordt de lifthoek daarentegen met hoekverstelling kleiner gemaakt. De vleugels komen meer in vaanstand en de liftkracht neemt af. Met of zonder hoekverstelling kan het vermogen redelijk constant gehouden worden. Hoekverstelling is ingewikkelder maar bij grote vermogens toch beter; de regeling is nauwkeurig en de turbine loopt rustig.
=== Vervangend vermogen ===
Windturbineparken zijn afhankelijk van voldoende wind, in tegenstelling tot conventionele centrales die nucleaire of fossiele brandstof gebruiken en "op afroep" elektriciteit leveren. Het lijkt dus onwaarschijnlijk dat windturbines die centrales kunnen vervangen. Integendeel, omdat windvermogen plotseling kan wegvallen moet juist extra conventioneel vermogen in reserve gehouden worden, menen critici.
Conventionele centrales zijn zeer bedrijfszeker maar kunnen toch onvoorzien uitvallen door technische storingen of problemen met de brandstoftoevoer. De vraag naar elektriciteit is goed voorspelbaar maar kan ook onvoorzien groter of kleiner blijken. In het elektriciteitsnet moet dus steeds voldoende reservevermogen zijn om wel gepland maar niet geleverd vermogen en onverwachte vraag schommelingen te compenseren, want de elektriciteitsvoorziening moet zeer betrouwbaar zijn. In deze situatie passen ook windturbineparken waarvan het vermogen niet goed te voorspellen is. Het reservevermogen is er ook voor windturbines.
Lorenz Jarass<ref>L.Jarass, ''Strom aus Wind'' § 5.2, Springer (1981)</ref> berekende met statistische analyse en het computerprogramma SWING dat bijvoorbeeld 12 GW windvermogen met 36% capaciteitsfactor, 2,8 GW kon vervangen van de 67 GW conventioneel vermogen in het Duitse net in 1977, met behoud van de voorzieningszekerheid.
De Deutsche Energie-Agentur (dena) heeft het effect onderzocht van de verhoging van het nominale windparkvermogen tot 27,9 GW in Duitsland en 20,4 GW op zee in 2020.<ref>http://de.wikipedia.org/wiki/Dena-Netzstudie</ref> De behoefte aan regel- en reservevermogen stijgt duidelijk maar kan volledig gedekt worden door conventionele centrales die minder belast worden. Extra centrales zijn '''niet''' nodig. Integendeel, het windvermogen kan ca 2 GW conventioneel vermogen op de lange termijn vervangen. Er is dus wel vervangend vermogen, maar niet veel in verhouding tot het grote nominale windvermogen. Volgens de kansrekening van Jarass hebben meer windturbines weinig vervangend vermogen als er al veel windvermogen is.
=== Zie ook ===
[[Horizontaleaswindturbine]].
{{Appendix||2=
| 