Ervaringen mini-windturbine

De Black 300 mini-windturbine wordt op het internet wel aangeprezen als een ware sensatie, omdat de turbine al begint te draaien bij een windsnelheid van 0,8 m/sec en vervolgens al vanaf een windsnelheid van 1,8 m/sec stroom gaat leveren.

Enthousiast geworden door dit verhaal, zijn we op zoek gegaan naar een Nederlandse leverancier. Deze leverancier was naar ons toe heel eerlijk. Hij vertelde ons “hoe kleiner de molen, hoe groter de teleurstelling“. Hij vertelde ons dat de Black 300 mini-windturbine een heel leuk ding is omdat deze bijna altijd draait, doch dat deze heel weinig stroom levert en dat je deze dus nooit terugverdiend krijgt.

Omdat we naast de systemen voor aardwarmte, zonnewarmte en zonnestroom toch ook wat ervaring op wilden doen met windenergie, besloten we om toch een Black 300 mini-windturbine aan te schaffen. Puur als experiment.

Op 27 maart 2012 is deze geplaatst op een mast aan de achtergevel van onze schuur. De ashoogte van de turbine bevindt zich op circa 8 meter boven maaiveld. De turbine wordt niet wezenlijk gehinderd door objecten in de omgeving (zoals hoge gebouwen of hoge bomen).

De turbine is via een overspanningsbeveiliging aangesloten op een omvormer. Deze omvormer heeft een maximale aansluitwaarde van 500 Watt en is rechtstreeks aangesloten op het lichtnet. De overspanningsbeveiliging zorgt ervoor dat de turbine meteen stil wordt gezet zodra het vermogen van de turbine piekt richting de 500 Watt.

Onze conclusie:
– het is inderdaad een leuk ding
– hij draait namelijk inderdaad bijna altijd
– hij geeft inderdaad zeer weinig stroom

Waarom is een leuk ding ?
In tegenstelling tot zonnepanelen beweegt er wat en je ziet daardoor dus dat er wat gebeurt. Je kunt nu ook altijd zien waar de wind vandaan komt; de turbine fungeert als bijkomstigheid dus ook als windwijzer. Daarnaast gaat van een windmolen op het dak ook een zekere signaalfunctie uit; iedereen kan op een afstand al zien dat duurzaamheid hier serieus wordt genomen….

Hoe weinig is de opbrengst dan ?
Om te beginnen fluctueert de opbrengst van een dergelijke mini-windturbine behoorlijk. Dit komt omdat het vermogen van de turbine onevenredig toeneemt bij grotere windkracht (download hiervoor deze tabel, PDF-bestand van 6 kB), terwijl de windkracht tijdens winderige periodes over het algemeen nogal variabel is en de draaisnelheid van de rotor bij een dergelijke kleine turbine grotendeels de windsnelheid volgt. Je ziet de opbrengst tijdens een winderige periode dus continu fluctueren tussen hoge en lage waardes.
In periodes met weinig tot geen wind (< 1,8 m/sec), wordt geen opbrengst gegenereerd. En bij lage windsnelheid is de productie meestal minder dan 10 Watt. Daar kun je dus nog geen gloeilamp op laten branden…..
Bij hogere windsnelheid neemt de productie van de turbine weliswaar onevenredig toe, doch in onze regio is de gemiddelde windkracht niet erg groot. Daardoor bevindt de productie van de turbine zich erg vaak onder de 10 Watt. Bij hogere windsnelheden kan de productie ook in onze situatie pieken tot bijna 500 Watt. Het komt op onze locatie echter niet voor dat de turbine 24 uur lang continu draait op een vermogen van boven de 100 Watt. Een dergelijke opbrengst is nodig om de turbine binnen een redelijke termijn terug te kunnen verdienen. Onze gemiddelde 24-uurs opbrengst bevindt zich op circa 0,128 kWh. Dit is 46,75 kWh per jaar. Dat is dus inderdaad zeer weinig in vergelijking tot onze zonnepanelen…..

De opbrengst van de turbine moet nog worden gecompenseerd met het verbruik van de adapter die behoort bij de aangesloten overspanningsbeveiliging. Deze adapter verbruikt weliswaar niet heel veel (circa 1,45 Watt), doch op jaarbasis is dit toch ongeveer 12,71 kWh. Dit verbruik moet uiteraard worden afgetrokken van de opbrengst van de turbine. In situaties met weinig tot geen wind (< 1,8 m/sec) is het derhalve zelfs zo dat de totale installatie een klein beetje stroom verbruikt, in plaats van oplevert…..

Resumé:
– opbrengst turbine:  gemiddeld 46,75 kWh / jaar
– verbruik adapter:  gemiddeld 12,71 kWh / jaar
resteert als netto opbrengst:  gemiddeld 34,04 kWh / jaar

We mogen dus inderdaad spreken over een zeer bescheiden netto opbrengst !

Productie in piekuren en daluren
Ongeveer de helft van de stroomproductie vindt gedurende de piekuren plaats. Aan de hand van een uitgevoerde meting over een langere periode hebben we vastgesteld dat de productie gedurende de piekuren bijna 51% van de totale opbrengst bedraagt, terwijl de piekuren rekenkundig op jaarbasis circa 47% van de tijd innemen (werkdagen van 07:00 tot 23:00 uur). Het lijkt er dus op dat de opbrengst gedurende de piekuren verhoudingsgewijs een fractie hoger is dan in de daluren. Dit komt waarschijnlijk omdat het overdag gemiddeld genomen iets harder waait dan ‘s nachts.

Wanneer heb je deze turbine terugverdiend ?
Onder de windomstandigheden zoals wij deze op onze locatie hebben, is het uitgesloten om deze turbine terug te verdienen aan de hand van de door haar opgewekte energie. Het is bekend dat de opbrengst van turbines flink kan toenemen bij grotere windkracht, zoals op een hogere mast en/of in gebieden langs de kust. Misschien dat dan een redelijke terugverdientijd haalbaar is, dit uiteraard onder de voorwaarde dat de levensduur van de turbine toereikend is en er geen tussentijds onderhoud noodzakelijk is.

Voor een betere totaalopbrengst lijkt het ons echter wel noodzakelijk dat de overspanningsbeveiliging op een andere wijze wordt geregeld dan nu het geval is. In de huidige configuratie wordt de turbine door de overspanningsbeveiliging immers meteen stil gezet zodra het vermogen in de buurt van de  maximale aansluitwaarde van de omvormer komt (500 Watt). De overspanningsbeveiliging schakelt de turbine een paar minuten later weer in. Daardoor staat de turbine in tijden met krachtige wind steeds afwisselend aan/uit.

Bovendien is in ons land in tijden van krachtige wind op lagere hoogtes vaak sprake van windstoten en turbulenties. Bij een windstoot wordt de turbine meteen uitgeschakeld en bij turbulenties draait deze om zijn as. Beide effecten komen de opbrengst uiteraard niet ten goede. In tijden dat sprake zou moeten zijn van top-opbrengsten is dat in werkelijkheid dus geenszins het geval.

Alles afwegende, moet deze Black 300 mini-turbine dus vooral worden gezien als een leuk “hebbedingetje”.

Voor een verhoudingsgewijs betere opbrengst heb je beslist een turbine nodig met een grotere wiekdiameter. Naarmate de wiekdiameter toeneemt, nemen de mogelijkheden om een windturbine in een bebouwde omgeving te gebruiken echter af.

Hoe zit het met geluid ?
De omgeving zal van deze Black 300 mini-turbine geen wezenlijke geluidshinder ondervinden. Pas bij hoge windsnelheden hoor je een zacht geruis. Het geluid dat buiten hoorbaar is, stelt dus niet zo veel voor.

Waar wel rekening mee moet worden gehouden, zijn de trillingen die de turbine overbrengt op de mast. Wij hebben voor deze trillingen alle denkbare voorzorgsmaatregelen genomen: zo is in de mast onder de turbine een vibratiedemper geplaatst en is de mast daarnaast ook nog met rubber bevestigd aan de gevel. Desalniettemin blijkt de turbine via de mast toch trillingen over te brengen op de gevel van onze schuur. Dit is goed hoorbaar als een hinderlijk achtergrondgezoem als je in de schuur aanwezig bent. De binnenzijde van de schuur werkt dus als een soort klankkast. Voor onze schuur vinden we dat niet zo erg, maar als je ‘s nachts nog wilt slapen, zouden we dus niemand durven aanbevelen om een dergelijke turbine op de woning te plaatsen……