Kleine windturbines zijn turbines met een tiphoogte tot maximaal 15 meter en een relatief klein vermogen. Ze zijn bedoeld om te plaatsen in de buurt van of in stedelijke gebieden, maar ze kunnen in principe op iedere locatie geplaatst worden. Zo kunnen mensen (deels) in hun eigen energiebehoefte voorzien.

Omdat er nog weinig bekend is over deze kleine windturbines hebben in medio 2005 vier partijen de handen ineengeslagen om een test op te zetten. Daar zijn nu de eerste resultaten van bekend. Na wat rekenwerk van OliNo lijkt het erop dat het interessanter is om te investeren in PV installaties dan kleine windturbines….

The English version of this article can be found here

Deelnemende partijen

Omdat er nog weinig bekend is over deze kleine windturbines hebben in medio 2005 vier partijen de handen ineengeslagen om een test op te zetten: DELTA N.V., Provincie Zeeland, Gemeente Sluis en stichting Zeeuwind. Enige tijd later is Greenlab, een joint venture tussen ENECO en Greenchoice, aangesloten bij het project. Uiteindelijk is er dus een unieke samenwerking tussen vijf partijen die nu gezamenlijk het project dragen.

Locatie

Een geschikte locatie voor de test werd gevonden op het Technopark in Schoondijke. Om verschillende redenen is deze locatie erg geschikt. Zo is de gemiddelde windsnelheid hier vrij hoog in vergelijking met bijvoorbeeld het binnenland. De resultaten in een minder windrijke omgeving zullen dus lager uitvallen.

Lokatie van het testveld

Windsnelheid

De gemiddelde windsnelheid in de testperiode tussen 1 april 2008 tot en met 28 februari 2009 is 3,7 m/s geweest. Hieronder staat een overzicht van de gemiddelde windsnelheid van de verschillende maanden.

Aangezien het vermogen van een windturbine afhangt van de 3e macht van de windsnelheid zegt de gemiddelde windsnelheid niet alles. Het is met name interessant naar het windprofiel te kijken van de test site. Deze informatie kun je vinden bij het KNMI. Hiervoor heb ik een weerstation opgezocht die zo dicht mogelijk bij de test locatie zit, dat is het KNMI meetstation in Vlissingen. Dit weerstation staat op ongeveer 9,7 km van de testlocatie.

Afstand tussen de test locatie en het KNMI meetstation Vlissingen

Door gebruik te maken van de ruwe meetdata van het het KMNI Meetstation in Vlissingen kun je berekenen wat de gemiddelde windsnelheid is geweest tijdens de testperiode. Uit onze berekeningen komt een waarde van 6,0 m/s. Dit is ook de waarde die je zou verwachten in dat gebied vlak bij de kust. Het is opvallend dat in het testveld slechts een gemiddelde windsnelheid is gemeten van 3,7 m/s. Dit heeft vanzelfsprekend een zeer nadelig effect op de opbrengsten van de windturbines.

Ik heb hierover inmiddels ook contact gehad met Niek Tramper, de Projectleider Testveld Kleine Windturbines Zeeland. Hij gaf aan dat de opgegeven windsnelheid tijdens de testperiode slechts indicatief is. Verder merkte hij op dat tijdens de testperiode de wind hoofdzakelijk uit het zuiden is gekomen (windrichting 186 graden). Volgens hem moet je daardoor Vlissingen beschouwen als een kust situatie en Schoondijke als een Land situatie.

Om een inschatting te kunnen maken wat de impact is in dit verschil van windsnelheid gaan we kijken naar de technische specificatie van de best presterende windturbine van het testveld, de Skystream. In deze specificatie kun je een maandelijkse opbrengst grafiek vinden uitgezet tegen de gemiddelde windsnelheid.

Invloed van de gemiddelde windsnelheid op de maandopbrengst

Uit de grafiek kunnen we opmaken dat Skystream een verwachte maandopbrengst heeft van 125 kWh met een gemiddelde windsnelheid van 3,7 m/s. Bij een gemiddelde windsnelheid van 6 m/s stijgt de verwachte maandopbrengst naar 450 kWh. Dit is een factor 450 kWh / 125 kWh = 3,6 keer zo hoog!

Uniek experiment

Het testveld is een uniek experiment. Voor het eerst worden op één terrein verschillende soorten windturbines onder dezelfde omstandigheden getest. Op deze manier kunnen de kleine windturbines onderling goed vergeleken worden op aspecten als rendement, duurzaamheid, exploitatiekosten, omgevingsinvloeden en geluidshinder.

Met deze test wordt verder gekeken of de kleine windturbines economisch, technisch en planologisch aantrekkelijk zijn. Hierbij komt natuurlijk dat het belangrijk is om iets te doen voor duurzame energie en het milieu, en hiermee (misschien) de stimulering van deze duurzame installaties te bevorderen.

Officiële opening

Op 7 november 2007 is het testveld officieel geopend door gedeputeerde van de Provincie Zeeland Marten Wiersma. Na een startschot zijn de molens aangezet en is de test officieel van start gegaan.

Testresultaten

Na het ingebruikstellen van het testpark is gebleken dat diverse turbines met aanloopproblemen werden geconfronteerd en er nog een aantal aanpassingen nodig waren om een goed meetresultaat te presenteren. In overleg met de deelnemers is daarom besloten de meetgegevens over de eerste periode (tot en met maart 2008) niet bij de testresultaten te betrekken, maar hen eerst de gelegenheid te geven de turbines daar waar nodig aan te passen.

Resultaten (update 8-4-2009)

De resultaten zien er voor de meeste kleine turbines niet zo rooskleurig uit. De opbrengsten in de tabel zijn opgewekt tussen 1 april 2008 tot en met 28 februari 2009, totaal 11 maanden. Om een beter overzicht te krijgen in de prestaties van deze kleine windmolens extrapoleer ik de gegevens. Ik ga er hierbij vanuit dat de molen minimaal 20 jaar blijft werken. Verder houd ik geen rekening met eventuele onderhoudskosten. Nu kunnen we berekenen wat de prijs is per kWh van de molens.

Molen	Prijs	Netto opbrengst	Prijs / kWh
SkyStream	€ 10.742,00	1827 kWh	€ 0,27
Montana	€ 18.508,07	2352 kWh	€ 0,36
Passaat	€ 9.239,16	504 kWh	€ 0,84
Ampair	€ 8.925,00	189 kWh	€ 2,16
Airdolphin	€ 17.548,00	256 kWh	€ 3,14
WRE 060	€ 39.162	413 kWh	€ 4,35
Energy Ball	€ 4.324,00	49 kWh	€ 4,04
Swift	€ 13.208,00	110 kWh	€ 5,50
Turby	€ 21.350,00	73 kWh	€ 13,50
WRE 030	€ 30.862,00	62 kWh	€ 12,44

De foto’s afkomstig van Kleine Windmolens Testveld Zeeland zijn met toestemming van de fotograaf geplaatst op OliNo.org

Het is opvallend dat er zulke grote verschillen zitten tussen de verschillende molens. Verder is het bekend dat grote windturbines vele malen meer efficiënter zijn dan kleine windmolens. Dit zie je ook als je kijkt naar de prijs / kWh.

Een 2MW windturbine zoals de Amstelvogel van de Windcooperatie de Windvogel heeft als kostprijs € 2.104.600. Jaarlijks wekt deze molen 4.4 GWh op. Met een levensduur van minimaal 15 jaar kom je dan op een kostprijs € 0,032 / kWh. Hierbij heb ik in de berekening (net zoals hierboven bij de kleine windmolens) geen rekening gehouden met de jaarlijkse kosten.

Ik heb hierbij geen gebruik gemaakt van een constante waarde (CW) berekening om het verhaal eenvoudig te houden. Toekomstige cash-flow zoals onderhoudskosten en variërende kostprijs voor elektriciteit worden in bovenstaande vergelijking niet meegenomen.

In vergelijking met een PV installatie

Laten we nu eens vergelijken wat de prijs is per kWh voor een PV installatie die minimaal 25 jaar meegaat. Laten we uitgaan van een 2500 Wp PV installatie met een aanschaf prijs van €5 per Wp. Jaarlijks wekt de installatie ongeveer 2250 kWh op. Hierdoor kom ik op een bedrag van € 0,22 / kWh bij een levensduur van 25 jaar.

Evaluatie meetresultaten

Inmiddels is er ook een evaluatie geweest van de meetresultaten door Ingeenious. Ze constateren dat
uit de meetresultaten blijkt dat de uurgemiddelde windsnelheid op het testveld Schoondijke 3.8 [m/s] was, terwijl die door de projectgroep testveld kwt was ingeschat op 6 [m/s]. De gere- aliseerde energieopbrengst zal hiermee zakken naar ongeveer 30% van de verwachte energieop- brengst. In het algemeen is het om teleurstellingen rond de energieopbrengst te voorkomen, voorafgaand aan de plaatsing van kleine windturbines, verstandig om de windsnelheid te meten. Uit de meetresultaten blijkt verder een grote spreiding in de investering-baten ratio’s die alleen voor kan komen bij een relatief jonge markt met navenant hoge prijzen voor enkele kleine windturbines. Ondanks de lage windsnelheid tijdens het testjaar en ondanks de jonge markt, laten de meetresultaten zien dat de betere kleine windturbines (de Montana en de Skystream) vergelijkbare investering-baten ratio’s hebben met zonnepanelen.

Het is dan ook zinnig de ontwikkelingen in de jonge markt van kleine windturbines te sti- muleren. Dit kan het beste gebeuren door de reeds opgezette Nederlandse certificering te ondersteunen en het plaatsingsbeleid voor gecertificeerde windturbines te versoepelen. De kwaliteit van de kleine windturbines zal hierdoor verbeteren en de markt voor gecertificeerde kleine windturbines zal hierdoor vergroot worden. Een ondersteunende subsidie voor gecerti- ficeerde windturbines kan de markt verder vergroten. Certificering is in het voorgaande dus steeds een randvoorwaarde voor de fabrikant of leverancier om in aanmerking te komen voor een verbetering van de markt.

Hier kun je het volledige rapport downloaden:
1ste Evaluatie meetresultaten testveld kleine windturbines Zeeland

Conclusie

De opbrengsten gevonden in de eerste meetresultaten van de kleine windturbines zijn teleurstellend. Een vergelijking met een PV installatie laat zien dat dit goedkoper is qua prijs/kWh ten opzichte van een kleine windturbine. Opvallend is de lage gemiddelde windsnelheid op de testlocatie van slechts 3,7 m/s. Een KNMI meetstation op slechts 14 km afstand in Vlissingen laat in dezelfde periode een gemiddelde windsnelheid van 6,0 m/s zien.