Duurzame energiebronnen nemen wereldwijd een hoge vlucht en slokken onder meer veel marktaandeel op van kolencentrales.
In 2021 zullen zonne- en windenergie voor het eerst meer dan 10 procent van de wereldwijde stroomproductie voor hun rekening nemen, en komende varianten van windturbines en technologieën zullen stroom uit zee gaan halen.
En niet alleen de krachtige wind boven zee wordt benut, maar golfenergie kan de komende jaren ook veel impact krijgen. Wetenschappers hebben berekend dat in de wereldwijde elektriciteitsbehoefte kan worden voorzien door deze golfenergie te benutten. Maar eerst moeten ingenieurs de problemen oplossen die de technologie al tientallen jaren achtervolgen.
Golfcentrales zijn over het algemeen duur en moeilijk te bouwen, en bovendien roesten de onderdelen in zout water.
Onderwatervlieger
Achtjes zetten stroming om in stroom
Het Zweedse bedrijf Minesto wil de energie van getijden en oceaanstromingen benutten met een soort kruising tussen een zweefvliegtuig en een vlieger.
Deze onderwatervlieger is verankerd aan de zeebodem en maakt achtjes met behulp van een roer, terwijl een propeller ronddraait en het passerende zeewater omzet in elektriciteit. Door de achtjes haalt de vlieger veel meer energie uit de stromingen in zee dan wanneer hij gewoon in rondjes draait.
In 2022 heeft Minesto bij de Deense eilandengroep Faeröer een onderzeevlieger van 100 kilowatt geïnstalleerd, gebaseerd op het Dragon 4-systeem met een spanwijdte van 4 meter.
- Tijdsbestek: De technologie is klaar voor gebruik.
- Potentieel: De onderwatervlieger verhoogt de stroomproductie door een groot gebied te bestrijken en sneller door het water te bewegen dan de zeestroming zelf.
- Uitdagingen: De positie onder water maakt onderhoud en reparaties moeilijk.
Onderwatervlieger drijft in achtjes
De vliegerachtige onderwaterturbine van Minesto is verankerd aan de zeebodem, en de vleugels laten hem drijven in het water.
Zeestromingen en getijden zetten de vlieger in beweging. Dankzij het roer kan hij achtjes in het water draaien.
Net als een windmolen heeft de vlieger een gondel met een propeller die ronddraait en stroom opwekt terwijl hij door het water beweegt.
Torenhoge windvanger
Net levert 80.000 huishoudens stroom
Het Noorse Wind Catching Systems beweert een alternatief voor zeewindturbines te hebben uitgevonden dat vijf keer zoveel vermogen kan leveren als traditionele turbines. De toren zou ruim 300 meter hoog zijn en bestaan uit een raster van meer dan 126 rotoren met 15 meter lange bladen. Volgens de fabrikant zal het raster hogere windsnelheden aankunnen dan traditionele windturbines.
Zeewindturbines werken momenteel optimaal bij windsnelheden rond 10-12 m/s. Bij meer dan 30 m/s worden de turbines stilgezet om schade te voorkomen. Volgens Wind Catching Systems kan het raster zelfs bij storm doorwerken en stroom opwekken.
Bovendien vangt het ontwerp een groter gebied van de wind, omdat de vele kleinere turbines in een vierkant zijn geplaatst, waar gewone windturbines een cirkelvormig gebied bestrijken.
- Tijdsbestek: 1-2 jaar.
- Potentieel: Eén eenheid bestrijkt twee keer zoveel windgebied als een 15 MW-windturbine. Volgens het bedrijf kan het daardoor vijf keer zoveel stroom per jaar opwekken en 80.000 woningen van stroom voorzien.
- Uitdagingen: Het bedrijf moet het concept nog op volle schaal demonstreren.
Golfzuiger
Pompen en platen creëren golfstroom
Het Deense bedrijf Wavepiston benut oceaanenergie met een systeem van metalen platen die met de golven meebewegen, hydraulische pompen en een turbine met een generator. Terwijl de platen bewegen, persen hydraulische pompen water onder druk naar de turbine, die via de generator elektriciteit opwekt.
Het bedrijf heeft in de zee bij Gran Canaria een testinstallatie gebouwd van 24 golfenergiecollectoren met een totale lengte van 200 meter. De eigenlijke installatie kan tot 547.000 kilowattuur per jaar produceren, wat overeenkomt met het verbruik van ongeveer 90 huishoudens.
VIDEO: Zie hoe Wavepiston werkt.
Het zeewater kan ook door ontziltingsinstallaties worden geperst, waar filters het zout afvangen en er drinkwater van maken voor delen van de wereld waar de toegang tot zoet water beperkt is.
- Tijdsbestek: Eerste golfinstallatie verwacht in 2025, grootschalige productie voor het elektriciteitsnet in 2032.
- Potentieel: De energie-inhoud van golven is vele malen groter dan die van wind.
- Uitdagingen: Krachtige golven, zout zeewater en de groei van bijvoorbeeld mosselen belasten het systeem en vereisen onderhoud en reparaties.