Een nieuwe kleine windturbine uit Duitsland begint al bij een zacht briesje elektriciteit op te wekken en haalt een efficiëntie van 53%. Licht, compact, en ontworpen voor decentrale energieopwekking: precies waar small wind tot nu toe achterblijft.
Een nieuwe Duitse mini-windturbine draait al bij 2,7 m/s en bereikt een aerodynamische efficiëntie van 53%. Dat is een forse verbetering, want veel ‘small wind’-systemen starten pas bij ongeveer 4 m/s.
Onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research (IAP) ontwikkelden samen met de BBF Group een rotor die met extreem efficiënte aerodynamica én composiettechniek het rendement van kleinschalige wind duidelijk opschuift richting serieuze energiebron.
“Ons doel is om de kracht van de wind zo efficiënt mogelijk om te zetten in elektriciteit,” zegt projectleider Marcello Ambrosio (Fraunhofer PYCO).
Innovatie zit in de bladen
Het geheim zit niet in de generator of elektronica, maar in de rotorbladen zelf. Die bestaan niet uit een klassieke schuimkern, maar uit twee holle composietschalen. Met dit ontwerp is tot 35% gewichtsreductie gehaald. Minder massa betekent sneller op toeren komen bij lichte wind én minder mechanische stress bij turbulentie.
De composietlagen worden met Automated Fiber Placement (AFP) nauwkeurig in mallen gelegd. Die mallen zijn 3D-geprint (tot 2 bij 2 meter). Hierdoor wordt productie nauwkeuriger, herhaalbaar én goedkoper schaalbaar.
Prestaties ruim boven marktgemiddelde
De resultaten uit de windtunnel zijn opvallend. De turbine begint al bij 2,7 m/s stroom te produceren. Ter vergelijking: conventionele kleine turbines komen vaak pas bij rond 4 m/s in beweging. Hierdoor missen ze heel veel uren per jaar waarin wél wind is, maar net niet genoeg om op gang te komen.
Bij hogere belasting laat het prototype pas écht zijn tanden zien: 450 rpm, 2.500 W piekvermogen en een aerodynamisch rendement van 53%. Dat ligt verrassend dicht bij de theoretische limiet van 59% volgens Betz’ wet. Hoger dan praktisch alle commerciële small-wind modellen van dit moment.
Vijf prototypes draaien al
BBF heeft vijf testunits geplaatst in verschillende locaties en hoogtes om de impact van site-variatie te meten. Volgende stap: verdere optimalisatie van de rotor en monomaterialen voor circulaire productie.
“Met dit project laten we zien hoe eindgebruikers en bedrijven hun energievoorziening individueel en duurzaam kunnen organiseren,” zegt BBF-directeur Raúl Comesaña M.
Logische stap in het energiesysteem
Juist in landen met veel middelmatige windsnelheden, zoals Nederland, ligt de winst van deze aanpak in de vele “tussenuren” die nu niet benut worden. Als de lage opstartsnelheid zich in praktijkdata bevestigt, kan small wind niet alleen een nicheproduct zijn, maar een reële aanvulling worden op zon, batterijen en netcongestie-oplossingen.
