De bladen van een windturbine hebben een vleugelprofiel, waardoor ze de windenergie efficiënter kunnen omzetten in een roterende beweging, die door de turbine omgezet kan worden in elektrische energie. Ze zijn gemaakt van aluminium of een composiet met daarin plastic en aluminium of polyester en polyurethaan.
Wieken van windmolens zijn gemaakt van composiet. Dit materiaal is heel sterk en licht. Dat komt de levensduur ten goede, maar maakt het onmogelijk om ze te recyclen. De mast en fundering bestaan uit cement en metaal en kunnen makkelijker worden hergebruikt.
Windmolenbladen zijn vooral gemaakt van composiet. Tot dusver werden ze na hun gebruik gestort of begraven in mijnen, maar nu blijkt dat ze dus ook gerecycled kunnen worden.
Windmolenwieken recyclen
Allereerst worden de afgeschreven windmolens ontmanteld en de rotorbladen vervoerd naar de recyclingfabriek die in de Eemshaven komt te staan. Daar worden de wieken in stappen verkleind tot er uiteindelijk korrels overblijven. Die korrels vormen een grondstof voor nieuwe producten.
Dat zit 'm vooral in de productie: een standaard 3 mW windturbine op land bevat 300 ton staal en ijzer, naast ruim 8 ton aan andere metalen.
Tijdens het opwekken van stroom met een windmolen komt er geen CO2, fijnstof of stikstofoxide in de lucht. Er komt wel CO2 vrij bij tijdens de bouw, bij het onderhoud en de afbraak van de windturbines, want daarvoor is energie nodig uit fossiele brandstoffen. Maar over de hele levensduur is die uitstoot erg laag.
De gemiddelde economische terugverdientijd van een windturbine op land is minder dan 8 jaar en op zee korter dan 12 jaar. Factoren die de terugverdientijd verkorten: Grotere afmetingen en hoogte van een windturbine wat i.h.a. resulteert in een hogere opbrengst.
Wieken van windmolens zijn gemaakt van composiet. Dit materiaal is heel sterk en licht. Dat komt de levensduur ten goede, maar maakt het onmogelijk om ze te recyclen. De mast en fundering bestaan uit cement en metaal en kunnen makkelijker worden hergebruikt.
Financieel gezien kost een windmolen 3 miljoen + € 363.000 per jaar. Daarvoor moet een windmolen minimaal 15 jaar draaien om zichzelf (fabriceren, plaatsen, onderhouden en slopen) terug te verdienen.
Een wiek is 60 meter lang en weegt ongeveer 7 ton. Dat gewicht valt overigens in het niet bij het gewicht van de nacelle (ook wel gondel genoemd).
Die tegels, gemaakt van 85 procent composiet van de turbinebladen en 15 procent ander materiaal, ogen hetzelfde als reguliere tegels maar zijn vijf keer zo licht en eindeloos recyclebaar. Dat lage gewicht maakt ze vooral interessant voor toepassing op parkeerdaken en daktuinen”.
Een windmolen bevat ook zeker 1000 liter smeerolie. De meeste turbines hebben een 'versnellingsbak' die de draaiing van de wiekas omzet naar een toerental dat optimaal is voor stroomopwekking.
Om de 26 windmolens op het land te funderen is 45 kilometer betonnen heipaal nodig. Per windmolen 66 palen van 23 tot 30 meter lengte en 500 mm vierkant om één windmolen met een maximale rotorhoogte van 198 meter hoogte te kunnen funderen.
Levensduur windturbines en windparken
De vergunning voor een windpark op zee is maximaal 40 jaar geldig. In die periode valt ook de bouwtijd (ongeveer vier jaar) en de tijd die nodig is om het windpark aan het einde van de levensduur weer te demonteren en verwijderen (circa een jaar).
Windparken op zee kunnen naar verwachting 25 tot 35 jaar elektriciteit leveren. De eigenaar van een windpark is verplicht om het aan het einde van de levensduur te verwijderen. En al bij de bouw van het windpark moet daarvoor een forse bankgarantie ingeleverd worden.
De windturbine van MingYang Smart Energy is nog groter dan de Haliade-X van GE die op de Maasvlakte in Rotterdam staat. Daarmee verbreekt de Chinese turbinebouwer het wereldrecord. De Haliade-X had een capaciteit van 12 megawatt, maar deze windmolen heeft een capaciteit van 16 megawatt.
Voor de plaatsing van één windmolen kan een ondernemer rekenen op een vergoeding van 40.000 – 50.000 euro per jaar. Ook een zonneweide brengt aardig wat in het laatje. De bijverdienste is volgens de fiscalist niet zonder risico.
Het basis salaris van het werken aan land en op zee komen nog redelijk overeen. Zo verdien je bij beiden (bruto) tussen de € 2.600,- (junior) tot € 3.600,- (ervaren) euro per maand. Afhankelijk of je veel overuren draait of vaak een weekend (consignatiedienst) extra draait kan dit salaris nog wat hoger uitvallen.
1 windmolen is 3 MW piek (bij optimale omstandigheden). Gemiddeld levert zo'n molen (op land) 1/4e = 0,75 MW = jaarlijks 22-25 miljoen MJ = 7 miljoen kWh = 2000 huishoudens. Op zee loopt dat op tot 0,42 ! en gaan de molens naar 4 MW (piek) = 1,6 MW Dan levert een molen ongeveer 15 miljoen kWh op.
Bij een windturbine met drie wieken worden de krachten beter verdeeld, waardoor ze steviger en stabieler staat. Je zou perfect een windturbine met vier of vijf wieken kunnen maken, maar dat zou de turbine nodeloos zwaar en duurder maken. Met één of twee wieken ligt de rotatiesnelheid dan weer hoger.
De wieken van een windturbine zijn belangrijke onderdelen. Moderne wieken zijn gemaakt van met glasvezel of koolstofvezel versterkte kunststof. De maximale bladlengte van moderne windturbines ligt rond de 65 meter bij landgeplaatste turbines en rond de 85 meter bij offshore turbines.
Een klassieke molen heeft 4 wieken. Een moderne windmolen heeft er 3 . Toegevoegd na 2 minuten: Bij oude windmolens was het gemakkelijker om met 4 bladen te werken: je kruist gewoon 2 lange bomen en je hebt al 4 wieken die in balans zijn. Moderne windturbines hebben 3 wieken, die we rotorbladen noemen.
Het systeem in de windmolens zorgt er voor dat de bladen om hun eigen lengte-as kunnen draaien, dit proces wordt ook wel pitchen genoemd. Bij extreme windsnelheden worden ze automatisch uitgeschakeld. Afhankelijk van het bouwjaar, gebeurt dat bij windsnelheden van windkracht 10 t/m 12.
Hierbij kantelen de kop en de wieken zodat de wind alleen tegen de scherpe zijde van de wieken waait. Van de voorkant lijken ze dan dunnere wieken te hebben. Daardoor vangt de windmolen bijna geen wind meer en komen de wieken tot stilstand, rustig wachtend op een aangenamer briesje.
De energieopbrengst van windmolens op land onbetrouwbaar is, omdat het niet altijd voldoende waait. Windmolens leveren met weinig wind betrekkelijk weinig energie op. Windmolens vervuilen het beeld van de horizon en kunnen geluidsoverlast veroorzaken. Het bouwen en afbreken van windmolens kost ook energie.