Windmolens onverwacht productiever achter heuvel

In het wetenschappelijke tijdschrift ‘Renewable Energy’ publiceerden Luoqin Liu en Richard Stevens hun simulaties waarin windturbines achter heuvels tot wel 24% meer energie produceren.

Om de invloed van complex terrein op de energieproductie van windmolens te onderzoeken heeft Liu simulaties uitgevoerd van een turbine van 90 meter hoog en wieken van 63 meter. De windmolen staat 756 meter achter een heuvel van 90 meter hoog. (zie figuur 1, rechtsboven) De toename in de productie komt door twee effecten. Stevens legt uit: "Doordat de windsnelheid vlak achter de heuvel langzamer is ontstaat daar een laag drukgebied. Dit lagedrukgebied zuigt lucht van boven aan; daar is de wind veel sterker dan vlak bij de grond. Hierdoor hoeft een windmolen niet hoger te worden om van de sterke wind op grotere hoogtes gebruik te maken."

Windrichting

"Daarnaast heeft de wind boven de heuvel een andere windrichting dan vlak bij de grond. Hierdoor buigt de langzaam bewegende lucht weg van de windturbine. (zie figuur 2) De turbine achter de heuvel kan daardoor van de sterke stroming profiteren", aldus Stevens. Gecombineerd produceert de windturbine door deze twee effecten tot wel 24% meer energie dan in dezelfde gevallen zonder heuvel.

  Figuur 2. Een weergave van de simulatie waarin duidelijk te zien is dat de windstroom met een lage windkracht (blauw) achter de heuvel afbuigt naar boven. De windmolen (het verticale streepje) komt hierdoor in een sterkere windstroom (rood)

Turbulentie

De overheid hoeft door dit onderzoek niet direct alle windmolens achter heuvels te plaatsen. Volgens de simulaties is de windstroom achter de heuvel veel turbulenter wat weer zorgt voor extra slijtage. Of de extra opbrengst opweegt tegen de kosten van die slijtage moet nog worden onderzocht. "Voor deze specifieke situatie, met slechts één heuvel is de energieproductie hoger, maar echt terrein is nog veel complexer", nuanceert Stevens.