nieuws

Windenergie zonder overbodige tonnen staal

bouwbreed

Windenergie zonder overbodige tonnen staal

Met vederlichte koolstofvleugels aan een kabel gaat Ampyx Power windenergie opwekken op zo’n 450 meter hoogte. Voor een efficiënte windstroom zijn volgens het bedrijf helemaal geen zware staalconstructies nodig.

Ampyx Power werkt inmiddels zo’n zeven jaar aan zijn concept vanuit een pand in de Haagse Laakhaven. Het bedrijf is volgens algemeen directeur Wolbert Allaart de start-upfase royaal ontgroeid en werkt nu pre-commercieel. Prototypen hebben al honderden vlieguren gemaakt in de Noordoostpolder. Duurproeven moeten nu gaan plaatsvinden in Australië of Canada. Het plan is dat in 2018 het eerste commerciële model van de band rolt. Of Ampyx Power de productie zelf ter hand neemt is nog niet duidelijk. Allaart: “We werken zoveel mogelijk met standaard onderdelen die bij toeleveranciers op de plank liggen. Het is dus niet gezegd dat we per se zelf een fabriek opzetten.”

Het jaar 2015 is volgens de algemeen directeur een kanteljaar gebleken. Dat heeft met ontwikkelingen van de economie te maken en de transitie naar duurzame energie die gaande is, maar zeker ook met het feit dat Google een jaar eerder de grootste concurrent van Ampyx Power overnam. Daarmee kwam de techniek ineens mondiaal in de schijnwerpers te staan. Rond de klimaatconferentie in Parijs benadrukte ook Bill Gates dat hij veel brood ziet in airborne-windenergie, wat de interesse verder aanwakkerde. “Aan belangstelling van potentiële partners of investeerders hebben we daardoor geen gebrek. Maar we houden graag zelf de zeggenschap en gaan niet zomaar met iedereen in zee.”

Een fundamenteel verschil met andere partijen actief in de airborne-windenergie is volgens Allaart dat Ampyx Power haar Powerplanes als vliegtoestellen beschouwt. “We maken dus geen constructies aan een kabel, obstakels in de zin van de luchtvaartwet, maar heuse vliegtuigen. En die moeten aan strenge veiligheidseisen voldoen. Dat vinden we belangrijk. Ook al zijn onze toestellen licht, ze scheren met grote snelheid door de lucht en trekken een lange kabel achter zich aan. Dat moet niet in botsing komen met mensen of constructies op de grond of waar dan ook. We zoeken verlaten gebieden uit voor de pilotstudies. Maar ook daar is veiligheid belangrijk, net zo goed als wanneer we boven de Maasvlakte of de Noordzee gaan vliegen.”

Dyneemakabel

Voor de komende jaren staat er nog een straf optimalisatieprogramma op de agenda. De veertig ingenieurs die Ampyx Power momenteel telt zijn daar dagelijks mee bezig. Die supersterke maar lichte dyneema-kabel ondervindt behoorlijk wat luchtweerstand terwijl hij door de lucht scheert. “Misschien moet hij een druppelvormige doorsnede krijgen”, oppert Allaart, “waardoor hij soepeler en stabieler door de lucht gaat. Dan gaat er minder van de trekkracht van de vliegtoestellen verloren en stijgt het rendement van de elektriciteitsopwekking weer een paar procent.”

De precieze configuratie van de vleugels is ook voor verbetering vatbaar. De prototypen zijn nu nog vooral vormgegeven als kleine zweefvliegtuigen met een spanwijdte van 5.5 meter. Maar het volgende model krijgt twee rompen. En het type daarna ziet er misschien wel weer heel anders uit.

Allaart: “Tot nu toe hebben de toestellen één autopilot-systeem in de neus, maar misschien moeten dat er wel twee worden of drie, om minder storingsgevoelig te zijn. En hoe komt het toestel zelf aan stroom voor de besturing? De eerste prototypen hadden een batterij aan boord, de nieuwste generatie is uitgerust met een klein rotortje met dynamo dat de stroom voor eigen gebruik opwekt en we spelen al weer met nieuwe ideeën. Zo sleutelen we nog op alle fronten aan ons ontwerp.”

Het eerste commerciële model krijgt vermoedelijk een spanwijdte van zo’n 30 meter. Daarmee kan Ampyx Power volgens Allaart zo’n 2 megawatt produceren. Vergelijkbaar met de opbrengst van de standaardwindturbine van dit moment. “Het verschil is dat wij alleen de tips van de rotorbladen van die turbine in de lucht brengen. Het meest efficiënte deel van de windmolen. En daarvoor hebben we geen mast en fundering van honderden tonnen staal nodig. Om maar te zwijgen van die zware generator die daar ook nog eens bovenop staat te wiebelen. Wij zetten onze lier met generator gewoon op de grond of op een drijvend platform op zee. En onze ‘rotorbladen’ zoeken ook nog eens de luchtlagen op waar het het hardst waait.”

Dat laatste doen ze op basis van actuele meteogegevens en data die het toestel zelf verzamelt op de tocht door het luchtruim. De powerplanes zitten elkaar volgens Allaart ook minder in de weg dan de traditionele molens in een park, die geregeld last hebben van elkaars zog wat het rendement in parkopstelling omlaag brengt. “We hebben straks dezelfde opbrengst met 10 procent van de materialen die de windindustrie nu gebruikt. En dan staan we nog aan het prille begin. De steile ontwikkelingscurve die de turbinebouwers afgelopen jaren doormaakten gaan wij ook nog beleven.”

Achtjes draaiend omhoog

De techniek waar Ampyx Power op inzet doet sterk denken aan de vliegers en de laddermolen die astronaut en hoogleraar Wubbo Ockels ooit lanceerde. Oprichter Richard Ruiterkamp van Ampyx Power gaf ooit leiding aan die onderzoeksgroep op de TU Delft die nog altijd actief is. Maar hij zag meer in toestellen met vaste vleugels in plaats van kwetsbare vliegers. De aerodynamica en de bestuurbaarheid zijn simpeler, maar ook de levensduur van de koolstoflaminaten is veel langer dan die van de flexibele membranen van de vliegers. Tijdens hun tocht omhoog beschrijven de Powerplanes een achtvormig patroon en rollen daarbij een draad af van een lier die de stroomgenerator aandrijft. Door een achtvormig patroon te beschrijven gaan de toestellen sneller dan de wind en is de opbrengst hoger. Aangekomen op een hoogte van 450 meter zetten de toestellen een duikvlucht in, de draad spoelt op en er begint een nieuwe tocht omhoog. De toestellen kunnen volautomatisch opstijgen en landen vanaf een bescheiden platform.

Reageer op dit artikel

Gerelateerde tags

Lees voordat u gaat reageren de spelregels