China heeft een belangrijke stap gezet richting windenergie op grote hoogte. De nieuwe S4000 zweeft als een luchtschip tot 4 kilometer boven de grond, waar sterkere wind wacht die voor gewone windturbines onbereikbaar is.
Windenergie zonder honderden meters hoge masten en met toegang tot veel krachtigere wind. China heeft een belangrijke test afgerond met de S4000, een enorm luchtvaartuig dat op maximaal vier kilometer hoogte elektriciteit uit wind moet opwekken. De technologie komt daarmee een stap dichter bij praktische toepassing.
De S4000 Stratosphere Airborne Wind Energy System (SAWES) heeft in het noordwesten van China voor het eerst een volledige vluchtcyclus doorlopen. Tijdens de test steeg het systeem op, bleef het op hoogte op zijn positie, werd de elektriciteitsopwekking getest en keerde het gecontroleerd terug naar de grond. Volgens Chinese media voldeden alle belangrijke parameters aan de gestelde eisen.
Windenergie op 4.000 meter hoogte
De S4000 lijkt nauwelijks op een traditionele windturbine. Het systeem heeft meer weg van een enorm luchtschip. Een met gas gevuld omhulsel houdt de installatie in de lucht, terwijl apparatuur aan boord de energie uit de wind omzet in elektriciteit.
Het grote voordeel zit in de hoogte. De S4000 kan tot 4.000 meter stijgen. Daar zijn windsnelheden doorgaans hoger en kunnen de windcondities gunstiger zijn dan dicht bij de grond. Dat is belangrijk, want het beschikbare vermogen in wind neemt zeer sterk toe met de windsnelheid. Een relatief beperkte stijging van de windsnelheid kan daardoor al veel extra potentiële energie opleveren.
Een kabel naar de grond
In plaats van een enorme toren gebruikt SAWES een kabel die het vliegende systeem met de grond verbindt. Die tether helpt het platform op zijn plaats te houden en vormt tegelijk de verbinding waarmee opgewekte elektriciteit naar beneden kan worden gebracht.
Dat maakt airborne wind energy interessant voor locaties waar grote conventionele turbines lastig te bouwen zijn. Daar staan wel nieuwe technische uitdagingen tegenover. Denk aan slijtage van de kabel, bliksem en extreem weer, onderhoud op grote hoogte en het veilig regelen van het luchtruim.
Voorganger leverde al stroom
De S4000 bouwt voort op de kleinere S2000 van ontwikkelaar Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology. Die installatie steeg eerder tot ongeveer 2.000 meter en wist tijdens een praktijktest 385 kWh elektriciteit op te wekken. De stroom werd daarbij daadwerkelijk aan het lokale elektriciteitsnet geleverd.
Met de S4000 wordt de schaal verder vergroot. Volgens Chinese berichtgeving kan het nieuwe systeem bovendien rechtstreeks worden aangepast aan gangbare elektriciteitsnetten en is het ontworpen voor een levensduur tot twintig jaar.
Vervanger voor de traditionele turbine?
Zover is het nog lang niet. Een geslaagde vluchtproef bewijst nog niet dat airborne windenergie economisch kan concurreren met de inmiddels sterk doorontwikkelde windturbine.
Maar als China kan aantonen dat systemen als de S4000 jarenlang veilig en betrouwbaar functioneren, ontstaat een interessante nieuwe optie: windparken waarvan het belangrijkste onderdeel kilometers boven de grond zweeft. De recente test laat vooral zien dat dit idee langzaam van experimentele technologie naar serieuze energietechniek begint te verschuiven.
