Naar hoofdinhoud

Windenergie is de snelst groeiende vorm van elektriciteit
ter wereld

In the Shadow of Copenhagen: Combining Wind Power And Electric Vehicles In Denmark. IBM Research is taking a pilot project on the Danish island of Bornholm to synchronize the charging of electric vehicles with the availibility of wind power in the grid. Watch the video (youtube link).In 2009 werden in één sector alle winstprognoses omver geblazen
Dat was windenergie, met een jaarlijkse groei van 39%. Deze capaciteitstoename, de grootste ooit gemeten, werd onder meer in de hand gewerkt door economische stimuleringsmaatregelen voor groene energie. Sinds 2002 is het aantal geïnstalleerde turbines in de Verenigde Staten bijvoorbeeld maar liefst verzevenvoudigd. Tegenwoordig is windenergie in de VS goed voor bijna twee procent van de energieproductie.

Vergelijk dit eens met Denemarken, de grootste producent van windenergie, waar het aandeel 20 procent bedraagt. Het Amerikaanse ministerie van Energie studeert inmiddels op een vergelijkbaar scenario voor de VS en heeft "20 percent wind energy by 2030" (u verlaat nu ibm.com) gelanceerd, een samenwerkingsverband waarin wordt onderzocht welke voordelen en kosten ermee gemoeid zijn als een vijfde deel van de elektriciteitsproductie afkomstig is van wind.

Complete oplossingen voor windenergie, van de molen tot de beursvloer
Het moment is aangebroken om zowel bestaande als nieuwe windmolenparken slimmer te maken. IBM heeft een portefeuille van oplossingen samengesteld waarin software, veldtechnologie, analysetechnieken en korte-termijn weersvoorspelling worden gecombineerd. Met deze oplossingen kunnen exploitanten van windmolenparken de prestaties van turbines optimaliseren, de stroomproductie beter voorspellen en in balans houden en de geproduceerde stroom als handelsgemeenschap commercialiseren.

Het duurt ongeveer 9 maanden
om een windmolenpark te bouwen.Bepalende factoren voor windenergie
Het IBM oplossingspakket (US) richt zich zowel op de planning van nieuwe locaties als op de optimalisatie van bestaande assets. De productiviteit van een windmolenpark wordt bepaald door tal van factoren, waaronder de hoogte. Hoe hoger je komt in de atmosfeer, hoe krachtiger de wind is. Bijvoorbeeld: als de windsnelheid 10 meter boven de grond 6 meter per seconde (m/s) bedraagt, is de snelheid op 50 meter hoogte al zo'n 7,5 m/s. Daarnaast is de kracht van de wind afhankelijk van de luchtdichtheid, die op zijn beurt weer afhankelijk is van zowel de temperatuur als de hoogte.
Wind die 's winters in Lapland waait, heeft minder kracht dan wind met dezelfde snelheid
die 's zomers te voelen is in Zuid-Spanje.

Wereldwijde capaciteit van windenergie-- Top 5 landen in 2009 (in megawatt).Snelheid omzetten in groene stroom
In het algemeen kunnen windmolens 20 tot 40 procent van de energie van de wind opvangen en gewoonlijk werken ze tussen een bepaalde minimum en maximum windsnelheid. Ze nemen de kinetische energie (bewegingsenergie) van de wind op en zetten deze om in stroom die vervolgens wordt aangeboden aan het elektriciteitsnet. Een windmolenpark varieert in grootte van enkele hectaren tot een aantal vierkante kilometers en bestaat vaak uit een combinatie van oude en nieuwe windmolens van verschillende fabrikanten. Eén exploitant kan meerdere parken beheren.

Een gemiddelde windturbine gaat 20 jaar mee, en wat onderhoud betreft is het niet de vraag óf er onderhoud nodig is, maar wannéér. De turbines kunnen worden uitgerust met sensoren die allerlei gegevens, zoals de stroomproductie en de temperatuur, doorgeven aan een centrale database. Bij gebruik van geavanceerde analysetechnieken kunnen deze "veldgegevens" worden ingezet voor het genereren van proactieve waarschuwingen en werkorders, en voor het aansturen van dashboards waarop operators in één oogopslag kunnen zien hoe het met een heel windmolenpark is gesteld.

Dit betekent dat het hele systeem efficiënter, betrouwbaarder en adaptiever wordt. In één woord: slim!

Later dit jaar wordt Deep Thunder toegevoegd aan de portefeuille van oplossingen. Dit is software voor het voorspellen van het weer op grote hoogte, toegespitst op specifieke locaties, waarmee de weersituatie op de hoogte van de turbines wordt gemeten en in kaart gebracht. Hiermee kan het beheer van windmolenparken op land en in zee nauwkeurig worden afgestemd op veranderende temperaturen, naderende depressies en variërende windrichtingen.

Gemiddelde windsnelheid op 80 meter hoogte (jaargemiddelde).  Bron AWS Truewind for windNAVIGATOR.Windenergie aanbieden aan het elektriciteitsnet
In de VS zijn er op dit moment in 29 staten regels van kracht die bepalen dat het elektriciteitsnet groene energie uit alternatieve bronnen, zoals wind, moet accepteren. Het probleem is echter dat windenergie (net als zonne-energie trouwens) in zeer wisselende mate wordt aangeboden. Het net moet zich dus voortdurend aanpassen aan de hoeveelheid windenergie die kan worden opgenomen ten opzichte van de andere elektriciteitsbronnen, zoals waterkracht en gas- en kolencentrales. Het elektriciteitsnet kan er bijvoorbeeld op zijn ingeregeld om 20 procent windenergie te accepteren. Als de wind echter wegvalt en er dus minder windenergie wordt aangeboden, moet de exploitant daar onmiddellijk op reageren door de inname van andere elektriciteit dienovereenkomstig te verhogen. IBM ILOG is beslissingssoftware waarmee de stabiliteit van het elektriciteitsnet kan worden vergroot. Bij de grillige windenergie is dit geen overbodige luxe. Op basis van een aantal vooraf gedefinieerde formules berekent de software voortdurend wat op dat moment de meest economische energiebron is: windkracht, waterkracht, of kolen/gas.

Een dergelijke flexibiliteit vraagt ook om een intelligenter elektriciteitsnet: de mogelijkheid om het wegvallen van stroomopwekking te herkennen via voorspelling, modellering en andere technieken, en het vermogen om de netwerkbelasting op de juiste plaats te verlagen zonder dat dit gevolgen heeft voor de klanten. Voor een stabiel elektriciteitsnet moet er voortdurend een nauwkeurig model van het transportsysteem voorhanden zijn en moet er snel kunnen worden overgeschakeld op andere elementen van het net, zodat de gevolgen voor het systeem in zijn geheel beperkt blijven. De problemen bij het opnemen van nieuwe, alternatieve energiebronnen in het elektriciteitsnet verschillen weliswaar van die welke optreden bij verspreide opwekking, maar een slim net, een zg. "smart grid", is in beide gevallen van doorslaggevend belang.

Later dit jaar breidt IBM het pakket uit met een Cognos softwarecomponent, die het windmolenpark als het ware verbindt met de beursvloer. Het Cognos Business Intelligence-dashboard brengt alle gegevens voor de emissiehandel en de handel in windenergie samen en levert deze aan in een vorm die geschikt is voor nutsbedrijven.

Een snel groeiende sector
Windenergie is een groeiende en in toenemende mate gevarieerde sector waarin momenteel zo'n 85.000 mensen werkzaam zijn. In 2005 waren er vijf fabrikanten van windmolens; momenteel zijn dat er 14. De afgelopen twee jaar heeft IBM in samenwerking met belangrijke spelers uit de sector gewerkt aan het opzetten van gemeenschappelijke standaarden; ongeveer 25 procent van de fabrikanten heeft daaraan meegewerkt. Intussen werken de oplossingen van IBM op alle 14 besturingssystemen. Duidelijk de grootste uitdaging voor de toekomst van de windenergie vormen de kosten voor het aansluiten van de windmolenparken op het elektriciteitsnet. Maar nu het Amerikaanse Congres wetgeving inzake klimaatverandering en alternatieve energie in behandeling gaat nemen en er steeds meer subsidies loskomen voor slimme elektriciteitsnetten en milieuvriendelijke bedrijven, is dit binnenkort wellicht een minder grote hindernis.

Windenergie is een van de schoonste vormen van duurzame energie en is nagenoeg onuitputtelijk. Sterker nog: uit nieuwe cijfers blijkt dat de hoeveelheid windenergie die in de VS kan worden gegenereerd, veel groter is dan eerder werd geschat. Dat komt door de betere windmolentechnologie (hoe hoger, hoe beter) en de steeds nauwkeuriger wordende windmetingen. Het lijkt erop dat deze ontluikende sector de wind stevig in de rug heeft.