Een verticale windturbine, ofwel een vertical axis wind turbine (VAWT), bevat een rotor die draait rond een verticale as. Dit in tegenstelling tot de traditionele windmolen met een horizontale as. Het ontwerp van verticale windmolens zorgt ervoor dat ze minder afhankelijk zijn van de windrichting. Hierdoor zijn ze geschikt voor stedelijke of turbulente omgevingen. De turbines zijn compacter en gemakkelijker te installeren op kleinere schaal.
Verschillende benamingen en toepassingen
Verticale windmolens worden steeds populairder. Ze zijn bekend onder termen als kleine verticale windmolen, kleine windturbine of compacte windmolen. Meestal worden ze ingezet voor thuisgebruik of als aanvulling op zonnepanelen om extra groene stroom op te wekken. Door hun vorm passen ze goed in een stedelijke omgeving, zonder dat ze te veel ruimte innemen.
Hoe werkt een verticale windturbine?
De wieken van een verticale windturbine draaien om een centrale as die aangedreven wordt door de wind. De draaiende beweging wordt via een windturbine generator omgezet in elektriciteit. Deze stroom wordt vervolgens via een omvormer geschikt gemaakt voor aansluiting op het net of direct thuisgebruik. Deze techniek bevat weinig bewegende onderdelen, wat het onderhoud eenvoudig maakt.
Windrichting en windsnelheid
Een verticale windturbine werkt ongeacht de windrichting. Dit houdt in dat zelfs bij veranderlijke of onvoorspelbare wind een stabiele stroomopwekking mogelijk blijft. Dit type windmolen is beter in staat om elektriciteit op te wekken bij lage windsnelheden, al blijft de opbrengst beperkt. Ook bij hoge windsnelheden draaien ze veilig door, zonder ingewikkelde richtingsaanpassingen.
Verschillende typen verticale windmolens
Er zijn twee soorten verticale windmolens, namelijk lift-gebaseerde systemen en weerstandsmodellen.
- Lift-gebaseerde systemen: Dit systeem maakt gebruik van gebogen wieken om efficiënt te draaien bij gemiddelde tot hoge windsnelheden. Het biedt relatief hoge opbrengsten, maar starten meestal moeilijk bij lage windsnelheden. Ze zijn doorgaans stiller dan horizontale windturbines en veroorzaken minder geluidsoverlast.
- Weerstandsmodellen: Deze soort is eenvoudiger van ontwerp en draaien al bij lage windsnelheden. Ze maken gebruik van luchtweerstand in plaats van lift om te bewegen. Dit type is geschikt voor toepassingen waarbij geluid, veiligheid en onderhoud belangrijker zijn dan de maximale opbrengst. Zo worden ze vaak gekozen als extra voordeel bij kleinschalige projecten.
Voordelen van verticale windturbines
Wind vanuit elke richting
Verticale windmolens zijn onafhankelijk van de windrichting, waardoor ze de wind van alle kanten benutten. Hierdoor zijn ze ideaal voor gebruik in de stad of gebieden met veel obstakels. Ze hebben dus geen actieve aanpassing nodig om op de windrichting in te spelen.
Lage installatie- en onderhoudseisen
Veel kleine windturbines met verticale as zijn ontworpen voor gemakkelijke plaatsing en lage onderhoudskosten. De generator zit vaak op de grond, waardoor reparaties ook eenvoudig gaan. Verder betekent minder bewegende delen minder slijtage en onderhoud. Dit maakt het product aantrekkelijker voor particulieren en kleine bedrijven.
Geschikt voor bebouwde omgeving
Verticale windmolens veroorzaken minder geluid dan horizontale modellen. Door hun verticale structuur zijn ze ook minder schadelijk voor vogels. Door deze eigenschappen zijn ze geschikt voor plaatsing in woonwijken of bij gebouwen van een gemeente.
Nadelen en aandachtspunten
Lagere efficiëntie bij constante wind
Ondanks dat verticale turbines veelzijdig zijn, is hun rendement lager bij constante hoge windsnelheden. Horizontale turbines halen daar een grotere opbrengst. Dit maakt verticale windmolens minder efficiënt in open gebieden met vrij spel van de wind. Of je een verticale of horizontale windturbine moet aanschaffen, hangt dus sterk af van de locatie.
Vergunning en regelgeving
In Nederland is voor het plaatsen van een windmolen vaak een vergunning nodig, ook voor kleine windmolens. Gemeenten stellen eisen aan geluidsniveau, hoogte en veiligheid. Dit geldt ook voor particulieren die een kleine verticale windturbine op hun dak willen. Informeer dus eerst bij de gemeente voordat je gaat investeren.
Kosten en opbrengst
De terugverdientijd van een kleine windturbine is relatief lang. Ondanks dat ze groene stroom leveren, is de stroomopwekking beperkt bij lage windsnelheden en in bebouwde omgevingen. In tegenstelling tot zonnepanelen is de opbrengst van windmolens minder voorspelbaar, waardoor het belangrijk is om goed af te wegen of het een rendabele investering is.
Veelgestelde vragen over een verticale windturbine
Een horizontale windturbine heeft wieken die om een horizontale as draaien en moeten gericht zijn naar de wind. Een verticale windturbine werkt bij elke windrichting zonder aanpassing en is ideaal voor in stedelijke gebieden met onregelmatige wind.
Ja, meestal is een vergunning nodig, ook voor een kleine windturbine of windmolen op je dak. De gemeente beoordeelt onder andere de hoogte, geluidsproductie en veiligheid van het product. Voor particulieren is het verstandig om vooraf contact op te nemen met de gemeente over de regels.
De opbrengst van een kleine verticale windturbine is afhankelijk van de windsnelheid, hoogte en plaatsing. Bij voldoende wind kan een kleine windturbine enkele honderden kilowattuur elektriciteit per jaar wekken. Dit levert duurzame energie op voor thuisgebruik, maar is meestal minder dan bij zonnepanelen.
Ja, het combineren van zonnepanelen met een kleine windmolen zorgt voor een gebalanceerde en efficiënte stroomopwekking. Terwijl zonnepanelen overdag werken, kan een windturbine ook ’s nachts of bij bewolkt weer elektriciteit opwekken. Hierdoor benut je zowel zon als wind als duurzame energiebron.
Verstandige keuze voor duurzame energie in elke omgeving
Een verticale windturbine zorgt ervoor dat je duurzame energie op kunt wekken, zelfs bij lage windsnelheden en in wisselende windrichtingen. Door het compacte ontwerp en de eenvoud in onderhoud zijn kleine verticale windturbines interessant voor particulieren en gemeenten. Ondanks dat de opbrengst vaak lager ligt dan bij zonnepanelen, vormen ze een waardevolle aanvulling binnen de mix van hernieuwbare energie. Door middel van de juiste plaatsing en vergunning kan dit systeem bijdragen aan een efficiënte, stille en milieuvriendelijke stroomopwekking in stad en land.