Wat is een kleine windturbine? Provincie West-Vlaanderen, 23 juni 2014
Mark Runacres Vrije Universiteit Brussel
[email protected] Mobile: 0476 41 24 63
1
Overzicht
• Korte voorstelling van de spreker
• Wat zijn kleine windturbines? ‣ Eigenschappen ‣ Markt van kleine windturbines
• Schatting van windaanbod
2
Onderzoeksteam
• • • • • • •
Mark Runacres Tim De Troyer Diego Domínguez Fernandez (postdoc) Jochem Vermeir (PhD student) Guoying Feng (PhD student) Arno Motté (PhD student) Jan Decuyper (PhD student)
• Team is part of Bruwind (http://bruwind.eu) 3
Onderzoeksthema’s wind
• Wind resource assessment, wind turbine siting, complex terrain • Small wind turbines: ‣ ‣ ‣ ‣
resource assessment and siting performance analysis vibration and acoustics building-integrated wind turbines
• Vertical-axis wind turbines (VAWT), farms of VAWT • Vortex-induced vibrations
4
Expertise
• On-site measurements (wind speed, vibrations, performance) • Wind tunnel testing of scale models • Computational fluid dynamics • Market study of small wind turbines • Feasibility studies for small wind turbine projects • Excellent contacts with manufacturers and installers
5
Context
• Toenemende interesse in lokale/gedistribueerde opwekking van energie • Afgezonderde plaatsen (bvb eilanden) • Mede-eigenaarschap van energiebronnen • KMOs, landbouw • Kleine wind: nog zeer beperkt in Vlaanderen, maar interesse neemt sterk toe
6
Kleine windturbines
• IEC 61400-2 Small wind turbines ‣ “a system of 200 m2 rotor swept area or less that converts kinetic energy in the wind into electrical energy” ‣ d ≲ 16 m ‣ Prated ≲ 50 kW
7
Kleine windturbines: praktische definitie • Kleine windturbines: ‣ Vermogen < 100 kW ‣ Community energy, KMOs
• Mini windturbines: ‣ Vermogen < 10 kW ‣ KMOs, landbouw, particulieren ‣ Niet zo klein: » Windspot (Sonkyo energy) Prated = 7.5 kW, d = 6.3 m » Huaying HY 5 Prated = 5 kW, d = 5.6 m » Windera IN S (Ennera wind energy) Prated = 3.5 kW, d = 4.4 m 8
Kleine windturbines: praktische definitie
• Micro windturbines: ‣ Vermogen < 1 kW ‣ Marine, telecom, off-grid
9
Prijzen
• Leading Edge LE-300 (Prated = 300 W) ‣ ~ 1000 EUR incl. installatie, excl. onderhoud
• Windera IN S (Prated = 3.5 kW) ‣ ~ 21 000 EUR incl. installatie, excl. onderhoud
• Sonkyo Windspot (Prated = 7.5 kW) ‣ ~ 37 000 EUR incl. installatie, excl. onderhoud
• Xant-23 (Prated = 100 kW) ‣ ~ 326 000 EUR incl. installatie, excl. onderhoud
• Levensduur 20 jaar • Onderhoud ~ 1 a 2 % investeringskost
10
Small and medium wind turbines: feasibility studies
Uitdaging van kleine windturbines
• Schatting van windaanbod + plaatsing niet triviaal ‣ lage hoogte (15-50 m), dicht bij schuren, gebouwen, silo’s, bomen, ... → doorgaans complexe omgeving ‣ kleine windturbines zijn relatief goedkoop → budget voor haalbaarheidsstudie beperkt
• jonge markt
11
Recept voor een succesvol project van kleine windturbines
• Schat zeer zorgvuldig het windaanbod van de site in • Kies de beste plaats op de site • Kies de meest geschikte windturbine voor de heersende windomstandigheden • Hou rekening met ‘zachtere’ factoren: visuele impact, geluid, schaduw, draagvlak omwonenden, biodiversiteit, …
12
Recept voor een succesvol project van kleine windturbines
• Schat zeer zorgvuldig het windaanbod van de site in • Kies de beste plaats op de site • Kies de meest geschikte windturbine voor de heersende windomstandigheden • Hou rekening met ‘zachtere’ factoren: visuele impact, geluid, schaduw, draagvlak omwonenden, biodiversiteit, …
13
De markt van kleine windturbines
•
14
Marktstudie
• Windturbines < 100 kW • 762 turbines ‣ ‣ ‣ ‣
Meest uitgebreide marktstudie tot nu toe HAWT VAWT Andere concepten
• Gestart in het kader van ‣ IWT Tetra 090192 (www.microwindturbine.be)
15
Marktstudie • Typische inhoud: karakteristieken van windturbine + commentaren: onafhankelijk gemeten P-curve, startsnelheid, …
• Basis voor vergelijking tussen windturbines • Selecties van windturbines om te testen • Klanten helpen bij de selectie van de meest geschikte windturbine • Uitwisseling van gegevens met fabrikanten 16
Belangrijk: ken het aanwezige windaanbod • Hoe het windaanbod inschatten? ‣ Bepaal minimum duur metingen + betrouwbaarheid ‣ Gebruik niet het nominaal vermogen • Wees zorgvuldig in de beschrijving van de verdeling van de windsnelheid • Fout door verticale extrapolatie • Maak een numerieke simulatie van de site
• Referentie ‣ Vermeir et al 2013 (Conference proceedings EWEA) ‣ Vermeir et al 2014 (Renewable energy, submitted) 17
Vragen?
Mark Runacres Vrije Universiteit Brussel
[email protected] Mobile: 0476 41 24 63
18
