Windenergie zonder draaiende wieken? Het klinkt misschien als een paradox, maar onderzoekers van de University of Glasgow zetten met een nieuwe studie een grote stap richting praktische toepassingen van bladloze windturbines (bladeless wind turbines, BWTs).
Bladloze windturbines stonden tot nu toe vooral bekend om hun experimentele karakter, maar volgens recent gepubliceerde simulaties blijken deze turbines verrassend efficiënt en veilig te kunnen zijn – voor zowel mens als dier.
Volgens de studie, gepubliceerd in Renewable Energy, bieden bladloze turbines grote voordelen op het gebied van ruimtebesparing, geluidsproductie en veiligheid voor dieren. Ze zouden daardoor een aantrekkelijk alternatief kunnen vormen voor klassieke windturbines, zeker op locaties waar ruimte of geluid een probleem vormt.
Trillende mast in plaats van draaiende wieken
Waar conventionele windturbines de kinetische energie van de wind omzetten in rotatie via hun wieken, pakken BWTs het compleet anders aan. De technologie maakt gebruik van het vortex-induced vibration (VIV)-principe. Hierbij vangt een slanke, verticale mast de turbulentie van de wind op en begint te trillen. Die trillingen – die resoneren met de natuurlijke frequentie van de mast – worden vervolgens omgezet in elektriciteit.
Het resultaat? Een windenergie-opwekker zonder draaiende delen, nauwelijks onderhoud, en fluisterstil in gebruik.
Vogelvriendelijk en geschikt voor de stad
Een belangrijk voordeel van bladloze windenergie is de minimale impact op vogels en andere vliegende dieren. Bij traditionele turbines worden de snel draaiende wieken door vogels vaak niet waargenomen vanwege het zogenoemde motion smear-effect: de beweging wordt simpelweg te snel en vaag om te zien, wat leidt tot fatale botsingen. Een trillende paal daarentegen? Die valt op, blijft zichtbaar én beweegt veel langzamer – wat het risico op dierlijke slachtoffers flink verlaagt.
Daarnaast nemen BWTs veel minder ruimte in dan klassieke windmolens, wat ze bijzonder geschikt maakt voor stedelijke of industriële omgevingen waar ruimte schaars is.
Klein van stuk, groot in vermogen
In dezelfde studie simuleerden de onderzoekers duizenden ontwerpvariaties van bladloze turbines. Daarbij ontdekten ze een opvallende “sweet spot” in ontwerpdimensies die zowel energieopbrengst als structurele stabiliteit optimaal combineert.
Het optimale ontwerp? Een mast van 80 cm hoog en 65 cm in diameter, goed voor maar liefst 460 watt aan vermogen – een viervoud van wat bestaande prototypes leveren.
“Wat deze studie voor het eerst laat zien, is dat het ontwerp met de hoogste efficiëntie níet het ontwerp is met de hoogste absolute opbrengst,” aldus Dr. Wrik Mallik van de James Watt School of Engineering. “De ideale balans ligt precies tussen die twee uitersten in.”
Schaalbaar tot kilowatt-niveau?
De resultaten geven de hoop dat deze compacte turbines kunnen worden opgeschaald naar systemen die 1.000 watt of meer leveren. Zeker in stedelijke contexten of op plekken waar grote wieken onmogelijk zijn, zou dat een gamechanger kunnen betekenen voor lokale energieopwekking.
Bovendien zijn deze BWTs minder gevoelig voor mechanische slijtage, omdat er simpelweg minder bewegende delen zijn. Dat maakt ze niet alleen goedkoper in onderhoud, maar ook betrouwbaarder in de lange termijn.
Een nieuwe wind in de energietransitie
Met hun compacte formaat, stille werking en veiligheid voor dieren vormen BWTs een veelbelovende aanvulling op het bestaande palet van duurzame energieoplossingen. Zeker als de simulaties in de praktijk worden bevestigd, kan bladloze windtechnologie een cruciale rol spelen in het decentraliseren van stroomopwekking – van daken van appartementen tot fabriekswanden en afgelegen locaties.
De boodschap van de onderzoekers is helder: “We hopen dat onze studie de industrie inspireert om nieuwe prototypes te bouwen op basis van de meest efficiënte ontwerpprincipes,” aldus professor Sondipon Adhikari.
