Horizontale en verticale as

De twee hoofdtypes windturbine zijn de horizontale-asturbine en de verticale-asturbine. Windturbines met een horizontale as worden wereldwijd het meest toegepast. Verticale-aswindturbines (VAWT) zijn onafhankelijk van de windrichting. Voor toepassing in bebouwde omgeving of op gebouwen zijn verticale-asturbines zeer geschikt.

Onderdelen van een windturbine

Een windturbine bestaat uit een fundering, een mast, een gondel met daarin de feitelijke turbine en ten slotte wieken.

Fundering

Een windturbine moet goed verankerd worden met de grond waarop hij staat. Op land wordt uit kostenoverweging vaak een ondiepe fundering gebruikt. De fundering is gemaakt van beton, en is voorzien van doorvoeren waar de elektriciteitskabel door heen kan.

Bij offshore windparken zijn er drie gangbare funderingstypen, een driebenige voet (tripod), een bucket fundament of een rechte mast (monopile). Er wordt onderzoek gedaan naar de mogelijkheid om windmolens met drijflichamen te maken waarbij geen directe verankering meer is met de zeebodem. Hierdoor zou plaatsing van windmolens in dieper water mogelijk worden. Deze zijn echter nog in de testfase.

Omdat moderne windturbines groter zijn dan oudere versies is het (nog) niet mogelijk om de fundering daarvan te gebruiken voor nieuwe windturbines.

Mast

Een mast van een windmolen moet veel belasting kunnen verdragen. Groter nog dan de belasting van de gondel, generator en bladen is de windbelasting die de mast te verduren krijgt. Daarom is de regel: hoe hoger de mast, hoe breder de voet. De ashoogte van windturbine is met de jaren ook sterk gestegen. Waren de windturbines rond 1980 ongeveer 15 meter hoog, midden jaren 1990 hadden ze al een hoogte van 50 meter. Tegenwoordig zijn windturbines gemiddeld 100 meter hoog. De verwachting is dat de windmolens in de toekomst gemiddeld een ashoogte hebben van 150 tot 200 meter hoog.^[1]

De mast kan gemaakt zijn van beton of staal. Afhankelijk van de grootte ervan kan deze door middel van lieren opgetakeld worden. Grotere exemplaren moeten met behulp van een kraan in elkaar gezet worden. Binnen in de mast bevinden zich een ladder, eventueel een lift en de stroomkabels.

Het transport van masten van de productielocatie naar de bouwplaats is een grote logistieke uitdaging. Omdat een mast in een stuk qua gewicht en omvang niet te transporteren valt, wordt de mast in onderdelen getransporteerd en op locatie in elkaar gezet. De verschillende onderdelen zijn zo groot als mogelijk. Een stalen mast bestaat uit twee tot vier secties die met flensverbindingen aan elkaar gemaakt worden. De wanddikte bedraagt 20 tot 60 millimeter.

Gondel

In de gondel bevindt zich een generator en tandwielkast. De generator zet de bewegingsenergie van de as om naar elektriciteit en is te vergelijken met een grote dynamo. De meeste windturbines hebben een tandwielkast. Deze werkt als een versnellingsbak: de rotatiesnelheid wordt ermee vergroot. De tandwielkast is een kwetsbaar onderdeel waardoor sommige fabrikanten kiezen voor een direct aangedreven generator, de zogenaamde direct-drive of gearless windturbine. Windturbines zijn uitgevoerd met een aerodynamisch remsysteem om ze stil te kunnen zetten bij noodsituaties of onderhoud. Een windvaan op de gondel meet de windrichting. Zodra deze verandert, richt een kruimotor de gondel weer recht op de wind.

Wieken[

De wieken van een windturbine zijn belangrijke onderdelen. Moderne wieken zijn gemaakt van met glasvezel of koolstofvezel versterkte kunststof. De maximale bladlengte van moderne windturbines ligt rond de 65 meter bij landgeplaatste turbines en rond de 85 meter bij offshore turbines. De naaf is het punt waar de wieken bij elkaar komen.

Voor- en nadelen van windturbines

De belangrijkste voordelen van windenergie zijn:

• vermindering van het gebruik van fossiele brandstoffen (de duurzaamheid van windenergie)
• lage exploitatiekosten
• vermindering van de vervuiling (fijn stof) en CO₂-uitstoot ten opzichte van andere energiebronnen
• verminderde afhankelijkheid van andere energiebronnen en hun leveranciers (olie- en gasproducerende landen)
• lokale energieopwekking bij het ontbreken van de aansluiting op een regionaal distributienetwerk;
• (lokale) werkgelegenheid vanwege productie, installatie en onderhoud
• minder risico op een catastrofe dan Kernenergie, al is volgens sommige bronnen^[2] een windturbine helemaal niet zo veilig indien men het aantal doden meerekent dat valt bij de winning van de benodigde grondstoffen, bij de installatie en bij het onderhoud.

De belangrijkste nadelen van windenergie zijn:

• variabele opbrengsten door fluctuerende windsnelheden; Er is een back-up nodig voor windvrije dagen.
• hoge investeringskost, vooral off-shore
• landschapsvervuiling;
• invloed op flora en fauna: vogels en vleermuizen vliegen ertegen aan;^[3][4]
• slagschaduw- en geluidshinder voor omwonenden.

onderdelen

wieken/ rotorblad- dit zit vast aan de neuskegel

neuskegel- is het uiteinde van de windturbine

tandwielkast- zorgt er voor dat de aantal omwentelingen worden vergroot

generator- zet de bewegingen om in energie

transformator- verhoogt de spanning van de opgewekte elektrische energie tot 10.000v (volt)

mast- de voet van de windturbine, de mast brengt de wind turbine de hoogte in. hier lopen ook de kabels die naar beneden gaan.