Verantwoording berekeningsmethode

De gehanteerde berekeningsmethode heeft betrekking op windmolens met een horizontale as en levert slechts een globale schatting op van de te verwachten jaaropbrengst. Er kunnen in de praktijk verschillen per merk en type windmolen optreden. In ons gratis te bestellen rapport “Opbrengst Urban Windturbines” wordt een meer accurate manier om de jaaropbrengst te berekenen besproken. Stuur een email naar info@duurzameenergiethuis.nl onder vermelding van “Rapport vergelijking Urban windturbines”. U krijgt dan een PDF-versie van het rapport per email toegezonden.

Het vermogen van de wind kan worden uitgedrukt met de volgende formule: P = 1/2 x Rho x v³ x A

Waarbij:
P = het vermogen van de wind, uitgedrukt in Watt
Rho = de dichtheid van de lucht, uitgedrukt in kg/m³
v = de snelheid, uitgedrukt in m/s
A = het doorstroomde oppervlak, uitgedrukt in m²

Voor een windmolen met een diameter D en een dichtheid van de lucht van 1,225 kg/m³ (op zeeniveau bij 15 graden Celsius) is het vermogen van de wind: P(wind) = 0,48 x V³ x D²

Volgens de wet van Betz kan een windturbine maximaal 16/27 van het vermogen, oftewel ongeveer 60%, aan de wind onttrekken: P (Betz) = 16/27 * P(wind)

De geschatte jaaropbrengst in kWh wordt in dit rekenmodel berekend volgens de formule: E (kWh) = 0.48 * 8760/1000 x Cp x v³ x D²

Waarbij:
E (kWh) = jaaropbrengst in kWh
Cp = het totale rendement van de windturbine
v = de windsnelheid in m/s
D = de diameter van de windturbine in meters

Wij hanteren voor deze berekening een rendement Cp van 0.6. 8760/1000 is het aantal uren per jaar (8760) gedeeld door 1000 om een uitkomst in kWh te krijgen.

Met behulp van een windkaart is af te lezen wat de gemiddelde windsnelheid is op een bepaalde plaats in Nederland. De gemiddelde windsnelheid in ons land loopt uiteen van 3,5-4,0 m/s in het Oosten tot 7,0-7,5 m/s aan de kust. Onderstaand een windkaart van Nederland (bron: KNMI). De waarden hebben betrekking op een ashoogte van 10 meter in open grasland.

Een andere ashoogte en terreingesteldheid geven een andere gemiddelde windsnelheid te zien. Hoe hoger de windturbine wordt geplaatst, hoe meer wind. En hoe ruwer het terrein (bijvoorbeeld door bebouwing) hoe minder wind. De windsnelheid vertoont daarbij een toename met de hoogte volgens de formule: v_h = v₁₀ * log(h/z) / log(10/z)

Hierbij is:
v_h = windsnelheid op hoogte h in m/s
v₁₀ = windsnelheid op een hoogte van 10 meter in m/s
z = ruwheidshoogte van het terrein in meter

De waarde van de ruwheidshoogte wordt bepaald door de volgende tabel:
Ruwheidshoogte (meter), omschrijving
0,001: ijs, open zee, meer
0,03: Grasland, vliegvelden
0,2: Bomen, heggen, weinig bebouwing
0,25: Ruw
0,5: Dorpskern, sterk begroeid gebied
1: Steden, wouden
2: Stadscentrum met veel hoge gebouwen

Aan deze berekening kunnen geen rechten worden ontleend.

Copyright © 2008-2009 www.duurzameenergiethuis.nl