Een windpark midden op de oceaan levert tot drie keer zoveel stroom als een vergelijkbaar windpark op land. Dat blijkt uit berekeningen en simulaties van onderzoekers in de VS. Dat grote verschil in opbrengst komt door de continue aanvoer van stromende lucht vanuit de troposfeer.

Dat het op zee gemiddeld harder waait dan op land is bekend. Daarom liggen in West-Europa veel nieuwe windparken in zee, vlak voor de kust. Er is zelfs een plan om in de Noordzee een netwerk van windparken aan te leggen (lees: ’25.000 windturbines in de Noordzee’).
 

Oceanen

Maar de échte potentie van windenergie is te vinden op de oceanen, laten onderzoekers van de Carnegie Institution for Science in Palo Alto (Californië) zien in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences. Ze voerden simulaties uit aan de hand van klimaatmodellen en vonden een opmerkelijk resultaat: een windpark middenin de noordelijke Atlantische oceaan zou op jaarbasis drie keer zoveel stroom opwekken als hetzelfde park in Kansas, in de binnenlanden van de VS.
 

Verticale aanvoer

De onderzoekers denken ook te weten hoe dit komt. Op land hebben windturbines die in groepjes zijn geplaatst last van elkaar. Het zog van de ene turbine beïnvloedt het rendement van de turbines die er vlak achter staan, nadelig. Het oogsten van wind is namelijk niets anders dan het omzetten van kinetische in elektrische energie, schrijven de onderzoekers in hun artikel in PNAS. En een turbine die draait, remt dus de luchtstroming af.

Ook op de oceaan zullen windturbines relatief dicht bij elkaar komen te staan (drijven), maar daar hebben turbines minder last van elkaar. Op zee is er veel meer verticale aanvoer van stromende lucht vanuit hogere luchtlagen. Daardoor komt vlak achter een windturbine – waar de lucht is afgeremd – de luchtstroom weer snel op gang. Dat heeft tot gevolg dat de eerstvolgende windturbine weer lekker hard kan draaien.
 

Stevige 'straalstroom'

Dit effect doet zich vooral voor in herfst, winter en vroege lente op het noordelijk halfrond, wanneer de afkoeling zorgt voor het op gang komen van een stevige ‘straalstroom’ in de troposfeer. Het is juist die luchtstroom die windparken van nieuwe (kinetische) energie kan voorzien.

Volgens de onderzoekers zorgt dit effect ervoor dat een windpark op de oceaan een drie keer zo hoge energieopbrengst zal hebben dan eenzelfde park op land: zo’n 3 W/m2 om 1 W/m2. Dit laatste is de eenheid waar planners van windparken het meest in geïnteresseerd zijn: hoeveel elektrisch vermogen zal een park gemiddeld opwekken per oppervlakte-eenheid. Overigens valt dat in de praktijk soms tegen (lees: ‘Mist over opbrengst windparken’).
 

Decennia

Dit zijn zonder twijfel belangrijke resultaten, maar het zal nog wel even duren voordat we windparken op de oceaan gaan aanleggen. De zee is daar namelijk kilometers diep, dus de turbines kunnen niet met een fundering in de bodem verankerd worden. In plaats daarvan zullen ze moeten drijven, en zitten ze met hooguit een kabeltje vast in de bodem.

Over drijvende windturbines zijn wel ideeën. In de Noordzee, bij Schotland, legt Statoil zelfs het eerste park met drijvende windturbines aan: Hywind (zie illustratie hieronder en lees: ‘Drijvend windpark bij Schotland’). Maar de kosten voor aanleg en onderhoud van dit soort parken zijn hoog, dus sommige experts denken dat windparken op de oceaan nog decennia op zich laten wachten.

De onderzoekers van de Carnegie Institution for Science zien in hun resultaten juist een aansporing voor bedrijven om te proberen de technische uitdagingen aan te gaan pakken. Er is nog een hoop ingenieurswerk aan de winkel dus.



Openingsbeeld: Waterdamp condenseert in het zog van het tachtig turbines tellende windpark Horns Rev 1 bij Denemarken. Foto: Vattenfall / Christian Steiness

Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.