China heeft met succes een nieuw luchtwindenergiesysteem (AWES) – een vliegende windturbine van megawattklasse – getest, wat een potentiële sprong voorwaarts in de opwekking van hernieuwbare energie aantoont. Het experimentele systeem, ontwikkeld door Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology, maakt gebruik van een met helium gevuld luchtschip om sterkere, consistentere wind op grote hoogte te benutten.
Benutten van wind op grote hoogte
De S2000 AWES, zoals het systeem bekend staat, is in wezen een luchtballon uitgerust met twaalf windturbines. In tegenstelling tot traditionele windparken op de grond of op zee maakt deze aanpak gebruik van stabiele windsnelheden op duizenden meters hoogte. De turbines zetten deze kinetische energie om in elektriciteit, die vervolgens via een bevestigingskabel naar de grond wordt overgebracht voor distributie.
Tijdens een recente testvlucht in de provincie Sichuan genereerde de S2000 385 kilowattuur elektriciteit op een hoogte van 2.000 meter. Deze output is voldoende om het gemiddelde Amerikaanse huishouden ongeveer twee weken van stroom te voorzien. Het systeem beschikt over een totaal vermogen van 3 megawatt en is 60 meter lang, 41 meter hoog en 41 meter breed.
Potentiële toepassingen en voordelen
De ontwikkelaars voorzien twee primaire toepassingen voor deze technologie. Ten eerste zou het een betrouwbare energiebron kunnen bieden voor locaties buiten het elektriciteitsnet, zoals afgelegen buitenposten. Ten tweede zou het de bestaande windparken op de grond kunnen aanvullen, waardoor een meer alomvattende, driedimensionale benadering van de energieproductie ontstaat. Dit is met name relevant voor landen met beperkte land- of ondiepe zeebodemgebieden voor conventionele windparken, zoals veel Europese landen en Japan.
Waarom dit belangrijk is: Voor de traditionele ontwikkeling van windenergie zijn grote stukken land of toegang tot offshore-locaties nodig. De S2000 biedt een oplossing voor regio’s met energiebeperkingen, waardoor voorheen ontoegankelijke windenergiebronnen worden ontsloten.
Uitdagingen en overwegingen
Hoewel veelbelovend, wordt het AWES-concept geconfronteerd met verschillende hindernissen. De lange bevestigingskabel – die wel 2.000 meter lang kan zijn – brengt potentiële veiligheidsrisico’s voor het luchtverkeer met zich mee. Luchtvaartautoriteiten, zoals de Britse Civil Aviation Authority, hebben vergunningen nodig voor vastgebonden ballonnen boven bepaalde hoogten om deze gevaren te beperken.
Bovendien zal het onderhouden en repareren van een vliegende turbine complex en kostbaar zijn. In tegenstelling tot standaardwindturbines zal de S2000 voor elke dienst weer aan de grond moeten komen, wat logistieke uitdagingen met zich meebrengt. De stabiliteit en levensduur van de kabel zelf zullen ook rigoureuze tests vereisen.
De toekomst van windenergiedichtheid
De efficiëntie van windenergie is rechtstreeks gekoppeld aan de windenergiedichtheid, die toeneemt op grotere hoogte. Omnidea schat dat de windenergiedichtheid tussen 100 en 2.500 meter verzesvoudigt. Dit suggereert dat vliegende windturbines, zoals de S2000, de energiewinning aanzienlijk zouden kunnen verbeteren.
Voor de context: Moderne offshore-turbines verleggen nu al de grenzen van hun schaal, waarvan sommige meer dan 180 meter hoog zijn. Er zijn ook ontwerpen voor drijvende windturbines in opkomst, maar gekoppelde systemen in de lucht bieden een fundamenteel andere benadering voor het opvangen van windenergie.
De S2000 vertegenwoordigt een gedurfd experiment op het gebied van innovatie op het gebied van hernieuwbare energie. Als deze technische en veiligheidsuitdagingen kunnen worden overwonnen, zou dit de manier kunnen veranderen waarop landen energie opwekken, vooral die landen met beperkte geografische mogelijkheden voor traditionele windparken.
