Rode tulpen, molens en… windturbines. Een greep uit een typisch Nederlands straatbeeld. We weten allemaal dat windturbines stroom opwekken uit wind. Maar hoe komt die wind uiteindelijk in je stopcontact terecht? Daarover vertellen we meer in dit artikel.
- Stap 1: Wind opvangen
- Stap 2: De versnellingsbak van de windturbine
- Stap 3: Elektromagnetische inductie: van mechanische energie naar elektriciteit
- Stap 4: De transformator en de reis over de hoogspanningslijnen
- Stap 5: Elektriciteit naar jouw stopcontact
- Help mee om meer groene energie in Nederlandse stopcontacten te krijgen
Stap 1: Wind opvangen
Een windturbine vangt wind op, waardoor de wieken (rotorbladen) in beweging komen. Dit noemen we kinetische energie: bewegingsenergie uit luchtstromen. De windturbine heeft grote rotorbladen, die dit opvangen. Ze zijn aerodynamisch ontworpen: vergelijkbaar met de vleugels van een vliegtuig. Dit profiel heeft een bolle voorkant en een holle of platte achterkant. Op die manier wordt er zo veel mogelijk wind opgevangen.
De rotorbladen draaien niet bij de eerste windvlaag: de windturbine moet ingeschakeld zijn. Soms staan ze uit: bijvoorbeeld bij een harde storm of wanneer het stroomnet is overbelast.
Hoe werkt het opvangen precies?
Wanneer de wind tegen het blad blaast, moet de lucht aan de bolle zijde een langere afstand afleggen. Daardoor stroomt dit sneller. Dit noemen we het Bernoulli-effect: er ontstaat een lagedrukgebied aan de bolle kant en een hogedrukgebied aan de platte kant. Dit drukverschil ‘zuigt’ het blad als het ware vooruit. Hierdoor ontstaat een opwaartse liftkracht. Dit brengt de rotor in beweging.
Dit is het moment dat kinetische energie (de bewegingsenergie) wordt omgezet in mechanische energie.
Tijdens dit proces is er altijd sprake van trekkracht (drag). Dit remt de bladen af. Dit voorkomt dat de luchtstroom loslaat en de liftkracht wegvalt. De rotorbladen draaien, zodat de bladen continu perfect ronddraaien: je kunt het eigenlijk vergelijken met een perfect geoefende dans.
💡 Wist je dat we in de Wind Academy dieper ingaan op deze materie? Neem eens een kijkje in het Introductieprogramma Windenergie.Â
Stap 2: De versnellingsbak van de windturbine
De grote rotorbladen draaien zo’n 10 tot 20 keer per minuut. Dat is te traag voor een standaard generator om efficiënt stroom op te wekken. Daarom moeten deze rotaties versneld worden. Daar is de versnellingsbak voor.
Door de versnellingsbak worden de 10 tot 20 keer verveelvoudigd: het gaat dan om 1.500 tot 1.800 omwentelingen per minuut. Dit is voldoende om energie op te wekken.
Stap 3: Elektromagnetische inductie: van mechanische energie naar elektriciteit
Nu de as op topsnelheid draait, kan de generator zijn werk doen. Je kunt dit vergelijken met een fietsdynamo, maar dan veel groter.
Dat werkt als volgt: in de generator draait een rotor met sterke magneten. Deze maakt rondjes in een stilstaande behuizing met koperen spoelen. Door deze rotatie verandert het magnetisch veld rond de koperdraden continu. Dit natuurkundige proces heet elektromagnetische inductie: hierdoor loopt elektrische stroom door de kabels. De mechanische energie is nu officieel veranderd in elektriciteit!
Stap 4: De transformator en de reis over de hoogspanningslijnen
De stroom die uit de generator komt, heeft nog niet de juiste spanning. Daarom wordt de elektriciteit eerst naar een transformator geleid. Deze transformator brengt de spanning naar hoogspanningsniveau.
Download onze whitepaper “Van windenergie naar elektrische energie“
De elektriciteit die vanaf de windturbine (uiteindelijk) in jouw stopcontact aankomt, legt een lange reis af. En elektriciteitstransport over lange afstanden zorgt voor energieverlies. Om een voorbeeld te geven: in Nederland gaat zo’n 5,6% van alle getransporteerde energie verloren. Het gaat hierbij 1 terawattuur per jaar. Dat is vergelijkbaar met het stroomverbruik van de hele stad Rotterdam. Door de spanning te verhogen, wordt dit zo veel mogelijk beperkt.
Via ondergrondse kabels en grote hoogspanningsmasten reist de stroom vervolgens van het windpark naar het landelijke elektriciteitsnet.
Stap 5: Elektriciteit naar jouw stopcontact
Voordat de stroom veilig in je huis arriveert, maakt deze nog een paar tussenstops. Eerst bij een regionaal transformatorstation en daarna bij een transformatorhuisje in jouw buurt. Hier wordt de hoge spanning in stappen weer veilig verlaagd.
Voor de huishoudens in Europa wordt de spanning teruggebracht naar 230 volt. Via de ondergrondse kabels in de straat komt de stroom jouw meterkast binnen, en voilà : je kunt direct gebruikmaken van de groen opgewekte windenergie.
Help mee om meer groene energie in Nederlandse stopcontacten te krijgen
Bijna niemand staat er bij stil hoe lang de reis van windturbine naar wandcontactdoos is. Het begint bij de windturbine, maar zonder technisch talent is windenergie kansloos. Daarom is de windindustrie dringend op zoek naar de juiste professionals.
Heb jij een technische opleiding afgerond en wil jij aan de slag als windturbinemonteur, ook al beschik je nog niet over specifieke kennis? In de Wind Academy leer je alles over windturbines: van de fundering tot veiligheidseisen. Zodat jij binnenkort je carrière op grote hoogte kunt uitvoeren. Benieuwd naar de mogelijkheden?
