Innovatieve windmolen met potentie
Een kleine windmolen die doet wat hij belooft. Dat is het doel dat het jonge bedrijf WindInvenT uit Goes nastreeft. En het lijkt daarin na jaren van ontwikkelen nog te slagen ook.
Wie WindInvenT verwacht in een gelikt kantoor met een deftig wagenpark ervoor komt bedrogen uit. Het grote werk gebeurt in een koeienstal achter op een boerenerf bij het Betuwse Deil. Samen met Wim Gerritsen van der Hoop van Bouwbureau IBW Goes pioniert uitvinder Mark Fierloos van Fierloos Engineering daar al vijf jaar met windmolens onder de vlag van WindInvenT.
Een jaar of tien geleden begon het te kriebelen bij Fierloos. „Ik had voor mezelf vastgesteld dat geen enkele duurzame vorm van energieopwekking echt werkt, behalve zon en wind. Ik wilde het toch weer eens proberen met een kleine windmolen.”
Kleine windmolens hebben door een praktijktest in het Zeeuwse Schoondijke echter een slechte naam gekregen. Fierloos: „De prestaties daar waren maar een fractie van die tijdens windtunneltesten van TNO en de TU Delft.”
Het bleek dat de molens niet kunnen omgaan met turbulentie. „Dichter bij de grond heeft de wind de neiging om alle kanten op te gaan. Molens met een horizontale as kunnen daar niet snel genoeg op reageren: als ze eenmaal gedraaid zijn naar de juiste windrichting, waait de wind alweer uit een andere hoek.”
Verschillende ontwerpers zochten de oplossing in allerlei innovatieve molens met een verticale as, zoals de Darrieusrotor en een wokkelvorm, vervolgt Fierloos. „Ook daarvan bleef het rendement onder de maat.”
Hij ontwikkelde toch weer een molen met een horizontale as. Maar wel een die feilloos kan omgaan met turbulentie. „Ik kan daar niet te veel van zeggen. We zijn nu twee jaar bezig met een patentaanvraag. De crux zit hem in 101 verschillende dingen. Hoe de molen ook staat ten opzichte van de overheersende windrichting, hij draait altijd.”
De uitvinder laat enkele video’s zien die hij heeft gemaakt tijdens het testen. „Al vanaf de minste luchtbeweging draait de molen”, aldus Fierloos. Hij wijst erop dat de grassprieten vrijwel stilstaan, maar dat de molen het gewoon doet.
„Ik vond dat best indrukwekkend”, reageert Hubert Veringa, hoogleraar energietechnologie en thermodynamica aan de TU Eindhoven. „Andere molens in dezelfde categorie doen dat beslist niet.”
Een opvallend kenmerk aan de molen vindt Veringa dat de wieken zich onafhankelijk van elkaar kunnen instellen op de hoek waarmee de wind op de rotorbladen valt. „Daardoor is de molen betrekkelijk ongevoelig voor variaties in de windrichting en de windsterkte.”
Dat het concept werkt, lijdt geen twijfel; maar waarom het functioneert, begrijpt de hoogleraar nog niet helemaal. Hij zou dat graag willen onderzoeken met windtunneltesten. WindInvenT hoopt binnenkort een subsidieaanvraag bij de Topconsortia voor Kennis en Innovatie (TKI) in te dienen.
Straalkachel
Fierloos wil de molen graag helemaal in eigen huis verder ontwikkelen. De onderdelen vervaardigt hij in een afgetimmerd gedeelte van de koeienstal waar zijn frees- en draaibanken staan. Ook doet hij er werk voor derden om de ontwikkeling van zijn windmolen te kunnen bekostigen.
In het magazijn staat op een schap een hele rij afgedankte generatoren. Gerritsen van der Hoop pakt er een kleine zwarte vanaf. „Met deze zijn we begonnen. Het is er een uit China, en dat hebben we geweten: binnen de kortste keren was hij doorgebrand. Toen zijn we zelf maar een generator gaan ontwikkelen.”
De kompanen hebben hun molen inmiddels op alle manieren getest. Ze plaatsten hem daarvoor op een mast van 2,5 meter hoog die op een aanhangwagen is gemonteerd. „Op de molen sloot ik multimeters aan waarmee ik de opgewekte spanning en stroomsterkte kon meten, en een paar straalkachels die de opgewekte energie direct weer verstookten. Ik kan zodoende precies het geleverde vermogen uitrekenen.” Volgens prof. Veringa is dit „een eenvoudige en betrouwbare manier om het afgegeven vermogen van een windmolen vast te stellen.”
Met de Windergymolen, waarvan de rotor een diameter heeft van 2,5 tot 4 meter, denkt WindInvenT flexibel te kunnen reageren op de markt. Fierloos: „Het is een modulair systeem. Hoe meer energie er nodig is, hoe meer windmolens we kunnen plaatsen. Op het dak van een flinke loods kunnen we zo jaarlijks een megawattuur aan elektrische energie oogsten. Door zijn eenvoud kunnen we de molen vrij goedkoop aanbieden. Ik mik erop dat klanten hun molens binnen vier tot tien jaar hebben terugverdiend, zonder subsidies.”
De molens kunnen eigenlijk overal worden geplaatst, meent de uitvinder. „Bijvoorbeeld op platte daken of weggewerkt in een zogeheten ”energieboom” midden in de bebouwde kom. Daar staan ze dicht bij de gebruiker, maar zijn ze onzichtbaar vanaf de straat. We hebben ook ideeën om ze op boerenschuren en slapende dijken te zetten.”
Inmiddels is de molen zo goed als uitontwikkeld, aldus Wim Gerritsen van der Hoop, directeur van Bouwbureau IBW Goes, het moederbedrijf van WindInvenT.
Hoewel het bedrijf het liefst onopvallend wil opstarten, hebben verschillende instanties de nieuwe molen al ontdekt. „De gemeente Goes en Zeeland Seaport in Vlissingen willen van de hoed en de rand weten. Ook een ecopark in Ouddorp en een bedrijf aan de Nieuwe Waterweg tonen interesse. We nemen dan gewoon onze Windergymolen mee en demonstreren ter plekke hoe die werkt.”
Gerritsen van der Hoop geeft aan dat er al een vergunning binnen is om een molen te laten proefdraaien op de Rusthoeve in Colijnsplaat. „De gemeente Noord-Beveland verleende daarvoor alle medewerking. We hadden de vergunning binnen vijf weken op de mat liggen.”
Een paar weken geleden toonde WindInvenT de Windergy voor het eerst op een kleinschalige beurs bij woonwinkel TMC in Goes. Gerritsen van der Hoop: „Dat was een klapper, maar we schrokken van de reacties. De provinciale krant PZC kopte ”Bijzondere Goese windmolen moet wereld veroveren”. Dat gaat ons te snel. We willen het liefst rustig opstarten en langzaam groeien.”
Combinatie van wind en zon
Ga voor kleinschalige opwekking van wind- en zonne-energie, is de boodschap van Mark Fierloos van WindInvenT. „In de zomer werkt zonne-energie feilloos. Maar tijdens zonnige dagen komt er ook een enorme piek op het net. Als je alleen gebruikmaakt van windenergie, heb je hetzelfde probleem. Ontstaat er zo’n piek, dan moeten gas- en kolencentrales tijdelijk uitgeschakeld worden.”
Volgens Fierloos worden de problemen van wind- en zonne-energie nu op de overheid afgewenteld. „Onder druk van de energiebedrijven investeert onze overheid nu volop in grote wind- en zonneparken, nieuwe centrales en speciale verdelerstations om problemen door pieken in de aanvoer van stroom te vermijden.”
Deze investeringen in het elektriciteitsnet kunnen worden voorkomen als de energie wordt opgewekt waar ze wordt gebruikt. Een optimale vorm van lokale energieopwekking kan volgens Fierloos plaatshebben met een combinatie van zon en wind. „Staat er geen wind, dan is er meestal zon en andersom. In de winter wordt er meer energie verbruikt en waait het harder; en in de zomer schijnt de zon overdag intenser.”
De techneut heeft daarom een model ontwikkeld waarmee hij kan berekenen welke mix van zonne- en windenergie voor een klant optimaal is. „Stel, 70 procent van de jaarlijkse energievraag doet zich voor in de winter en 30 procent in de zomer, dan reken ik het aantal windmolens en zonnepanelen voor dat zo’n bedrijf moet aanschaffen. En om de schaarse momenten met te weinig energieopwekking te overbruggen, kunnen ze gebruikmaken van een accupakket.”