Hoe werken windmolens eigenlijk?
Windmolens zetten de kracht van wind om in energie. Dit gebeurt via wieken die draaien als de wind erop blaast. Die draaiende beweging wordt vervolgens via een as en een generator omgezet in elektriciteit. Dat klinkt simpel, maar er zit een hoop techniek achter dit proces. Een van de dingen die mensen vaak opvalt, is dat windmolens meestal tegen de wind in lijken te draaien. Dat klopt ook, mits we goed begrijpen hoe de windmolentechniek werkt.
Wat betekent 'tegen de wind in'?
Wanneer we zeggen dat een windmolen “tegen de wind in” draait, bedoelen we eigenlijk dat de voorkant van de windmolen – ook wel de nacelle genoemd – naar de wind toegedraaid staat. De wieken zitten aan deze kant en vangen de wind op. De wind blaast dus recht op de wieken, waardoor deze gaan draaien. Omdat de wieken schuin zijn geplaatst, draaien ze als een soort propeller of vleugel, terwijl ze de wind opvangen. Het lijkt dus alsof de molen de wind tegemoet draait, maar dat is bewust zo ontworpen.
Waarom is dit efficiënter?
Windturbines zijn ontworpen als ‘upwind’ turbines, wat betekent dat ze de wind van voren opvangen. Dit ontwerp is effectiever omdat het turbulentie voorkomt die anders zou ontstaan als de wind eerst langs de mast zou moeten gaan voordat deze de wieken bereikt. Door de wieken tegen de wind in te zetten, kunnen ze de maximale hoeveelheid energie uit de wind halen. Dat is essentieel voor het rendement van de windmolen.
De rol van een windvaan en motor
Om ervoor te zorgen dat de windmolen altijd goed in de wind staat, is hij uitgerust met sensoren en een windvaan. Deze detecteren uit welke richting de wind komt. Vervolgens stuurt een motor, het zogenaamde yaw-systeem, de gondel zodat deze draait naar de windrichting. Dit gebeurt automatisch en zorgt ervoor dat de wieken constant optimaal gepositioneerd zijn om wind op te vangen. De techniek zorgt er dus bewust voor dat de molen met de neus in de wind staat.
Waarom lijkt het onnatuurlijk?
Veel mensen verwachten dat een windmolen net als een zeilboot de wind van opzij vangt. Maar windmolens zijn geoptimaliseerd voor efficiëntie, niet voor voortstuwing zoals bij een zeilboot. Wanneer je een windmolen dus ziet draaien, lijkt het misschien logisch dat hij met de wind meedraait. Toch is het vanuit energietechnisch oogpunt juist beter om “tegen de wind in” te draaien, oftewel de wind frontaal op te vangen.
Samenvatting
Windmolens draaien tegen de wind in omdat dit het meest efficiënt is bij het opvangen van windenergie. Door de voorkant van de molen naar de wind toe te positioneren, kunnen de wieken optimaal draaien en zoveel mogelijk elektriciteit opwekken. Moderne technieken zorgen ervoor dat de windmolen zichzelf steeds opnieuw richt op de windrichting, waardoor deze efficiëntie behouden blijft.
