'Wiebelende vleugels' kunnen windturbines efficënter maken

Geplaatst op 01 mei 2019 om 10:52 uur
'Wiebelende vleugels' kunnen windturbines efficënter maken
Hoe kan het dat een albatros niet te pletter slaat als hij landt? Of dat zijn grote vleugels niet breken als gevolg van de luchtweerstand? Volgens de wetten van de aerodynamica zou je dat verwachten. Professor Eize Stamhuis heeft echter ontdekt dat albatrossen veilig landen door ‘wiebelende’ vleugelbewegingen te maken. Bovendien ziet hij een mogelijke toepassing van deze oscillatietechniek om de bladen van windturbines efficiënter te maken.

Stamhuis heeft op het intellectueel eigendom (IP) een patentaanvraag ingediend en de windindustrie weten te interesseren. Hoe zoiets in zijn werk gaat, vertelt Gert Gritter op de website van de Rijksuniversiteit Groningen. Hieronder het deel dat gaat over de biomomicry:


koffer‘Zijn werkkamer in de ultramoderne Linnaeusborg oogt als een klassiek rariteitenkabinet. Op tafel staan bijvoorbeeld diverse 3D-prints van een kogelronde koffervis. Aan de wand hangt een afgietsel van een ichtyosaurus, een prehistorisch visachtig dier. Er zijn modellen van pinguïns. Kieuwen van een lepelsteur (afkomstig uit de vroegere Dierentuin Emmen) drijven in een pot met sterk water. Maar Stamhuis verzamelt niet om het verzamelen, maar om het toepassen en vermarkten. Alles dient een wetenschappelijk doel, waarbij hij zich laat inspireren door wat de natuur heeft ‘bedacht'. Zo ook de ‘wiebelbewegingen' die albatrossen en andere grote zeevogels (waaronder stormvogels) met het uiteinde van hun vleugels maken om bij lage snelheid (dus voor het landen) meer ‘lift' op te wekken, waar kleinere vogels als kraaien eenvoudigweg met hun gehele vleugels snel klapperen. Stamhuis: "In mijn onderzoeksgroep hadden we meteen een gut feeling dat hier meer inzat!"

 

Innovation Albatrozz

‘Stamhuis en zijn groep zijn betrokken bij het universitaire Instituut voor Energie & Duurzaamheid Groningen (ESRIG). Het idee voor ‘een biomimetische windturbine met oscillerende bladen', dat ‘Innovation Albatrozz' is gedoopt, is voor een belangrijk deel gepatenteerd. Ook heeft het al 40.000 euro subsidie gekregen van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) om de stap naar de markt voor te bereiden. Inmiddels hebben producenten van windmolens belangstelling getoond. De ‘albatros-techniek' heeft als groot voordeel dat ze werkt bij lage windsnelheden, die in Nederland veel voorkomen. Het rendement van windmolens kan dan met maar liefst 25% stijgen. Dat zou kunnen betekenen dat er veel minder turbines nodig zijn om eenzelfde hoeveelheid elektriciteit op te wekken. Niet onbelangrijk in een tijd waarin het onbehagen over de plaatsing van windmolen en het verzet daartegen toenemen.

 

‘Een dier is een heel sterk stuk techniek'

‘Als onderzoeker op het gebied van Mariene Zoölogie & Biomimetica bestudeert Stamhuis de natuur, vooral de voortbeweging van dieren door lucht en water, waarbij hij ernaar streeft ontdekkingen toe te passen in de techniek. "In de natuur vind je smart mechanics die in de loop van miljoenen jaren tot de meest efficiënte vorm zijn geëvolueerd. Een beest is voor mij primair interessant als een heel sterk stuk techniek, met soms bijzondere technische eigenschappen. Ik ben nieuwsgierig naar het mechanisme daarachter. Wat is de functie? Welke voordelen heeft het? En vooral: kunnen we het idee toepassen, bijvoorbeeld om hedendaagse problemen op te lossen?"

 

leepelOnderwaterrobots

‘De koffervis interesseert hem, omdat het dier zich om zijn as kan draaien zonder zich te verplaatsen en heel stabiel kan manoeuvreren: een eigenschap die misschien handig is voor onderwaterrobots. De lepelsteur heeft zijn aandacht, omdat deze vis met zijn kieuwen zoöplankton uit het water filtert. Dat filter van de lepelsteur raakt nooit verstopt, wat mogelijk een oplossing oplevert voor een probleem waar veel filters in industriële productieprocessen mee te maken hebben. De ichtyosaurus en de pinguïn zijn interessant vanwege hun aerodynamische eigenschappen. Stamhuis bekijkt of hij bootschroeven kan aanpassen op basis van flipperbewegingen van een pinguïn.

 

Kauwgom en plakband

‘Lego, meccano, karton, paperclips, wasknijpers, plakband, kopspelden, pijpenragertjes. Wat in de werkkamer van Stamhuis en op de gang ook opvalt, zijn de door hem gemaakte demonstratiemodellen van de vreemdste materialen. "Ik wil mijn concepten toetsen door ze eerst op schaal na te maken om te weten: oké, het principe werkt. Voor mij geldt: wetenschappelijk onderzoek = knutselen + prutsen. Ik ben het kauwgum-en-plakband-type onderzoeker. Mijn kinderen waren vroeger boos op mij, als ik weer hun speelgoed had meegenomen naar mijn werk om dat te gebruiken voor mijn onderzoek." Het zelf bouwen door Stamhuis gaat ook in het groot. In de kelder van de Linnaeusborg heeft hij samen met collega's twee enorme stroombakken met meetapparatuur ontwikkeld (met materiaal uit een bouwmarkt) om onderzoek aan waterstromingen te doen. Ook is hij veel te vinden in de windtunnel van het KVI.'

 
© Engineersonline.nl