Windmolens en wat meestal verzwegen wordt

Voorwoord van deel 1

Om een zinvol oordeel over het eventuele nut van windmolens als producent van 'schone elektriciteit' te vellen is het nodig dat men zich uitsluitend bedient van op de realiteit berustende argumenten. Uitspraken die berusten op de een of andere verstrengeling van belang bij de bouw van windmolens of op enige politieke motivatie berustend belang dienen achterwege te blijven, Zulke uitspraken zijn bij voorbaat suspect.

De in een debat gebruikte rationele argumenten moeten altijd ook nog eens getalmatig onderbouwd worden. En vanzelfsprekend mag geen enkel nadeel van het gebruik van windmolens bij een dergelijke discussie verzwegen worden. In deze geest wordt in het nu volgende verhaal uitleg gegeven over de belangrijkste kwesties die een rol spelen bij de beoordeling van windmolens. En dat zijn hun eigenschappen, de opbrengsten en de helaas vaak doelbewust verzwegen ernstige nadelen.

Dit wordt met alle uitleg, het kan niet anders, een vrij lang verhaal

Voorwoord van deel 2

In het voorgaande Eerste Deel werden al nagenoeg alle kwesties wat betreft de eigenschappen, de risico's van windmolens en het verzwijgen van essentiële informatie uitgelegd. De lezer weet daarmee eigenlijk al genoeg over dit onderwerp om zich een goed oordeel te kunnen vormen. In dit Tweede Deel wordt wat uitvoeriger ingegaan op de bedrijfsrisico's van windmolens .Tevens komen de misleidende methodes aan de orde waarmee het publiek aangemoedigd wordt aan het nut van windenergie te geloven. Enige overheidsinstanties spelen daarbij een bijzonder kwalijke rol. Onder andere door zogenaamde 'informatie verstrekkende instanties' aan te moedigen, althans niet te ontraden, zulke misleidende informatie te verspreiden.

Windmolens en wat meestal verzwegen wordt.

Alvorens de volgende hoofdstukken te lezen, zie:

Annex 1:    Meet eenheden van Vermogen en Energie (Pag 22 -24)

Inhoud van Hoofdstuk 1 Pag. 3 tot  18

Inhoud van Hoofdstuk 2 Pag. 19 tot 27

I1

De energiebron.

I2

De gevolgen van vermogensvariaties in grote landelijke netten.

II1

De 'productiefactor'

II2

Ook de kleinere netten hebben last van windmolens.

III1

De kosten. Waarom kunnen die niet anders dan bijzonder hoog zijn ?

III2

De Europese doelstellingen.

IV1

De opbrengst aan elektriciteit.

IV2

Een juist oordeel vellen over windenergie is natuurlijk doodsimpel.

V1

De dwaze uitspraak: "Goed voor de voeding van zus of zoveel huishoudens"

V2

De overheid speelt een zeer kwalijke rol.

VI1

De grote risico's van windenergie voor onze elektriciteitsvoorziening.

VI2

Grotere oplettendheid van onze parlementariërs is nodig.

VII1

Baanbrekende innovaties zijn niet mogelijk.

VIII1

Windparken op zee.

IX1

Maken propagandisten van windmolens door het verzwijgen van alle nadelen zich schuldig aan volksbedrog ?

X1

Wie zijn die personen of instanties in Nederland dan die zich aan deze misleiding schuldig maken ?

XI1

De gevolgen van dat volksbedrog over windmolens.

De bron van energie van waaruit een windmolen wordt aangedreven is de zogenaamde "bewegingsenergie" of "kinetische energie" van de wind, dus van bewegende lucht.

Deze kinetische energie kan uitgedrukt worden door één enkele natuurkundige formule. Zonder één enkele uitzondering zijn alle eigenschappen, dus ook de opbrengsten, de risico's en de kosten van windmolens het gevolg van die ene natuurkundige formule. Die formule die bepalend is voor de hoeveelheid van de aandrijvende kinetische energie.

Die formule is Es = f . mspec . v3

In deze formule is:

Es de kinetische energie die per seconde door de bewegende lucht wordt aangevoerd.

f een rekenfactor waarin o.a. de diameter van de propellercirkel is verdisconteerd.

mspec de specifieke massa van de aandrijvende lucht.

v3 de derde macht van de snelheid van die lucht, dus van de wind.

Nu is mspec , de specifieke massa van lucht, ofwel de massa per kubieke meter buitengewoon klein namelijk niet meer dan 1,18 kg/m3 . Zo heeft water een specifieke massa van 1000 kg / m3 . Dat is tegen de 900 maal meer dan van lucht.

Ook de snelheid van de wind is naar technische begrippen en vergeleken met de snelheid van de andere aandrijvende media zoals die toegepast worden bij andere krachtwerktuigen bijzonder klein.

Het vermogen van een windmolen varieert dus als gevolg van de variabele windsnelheid en die factor v3 zeer sterk tussen maximum en nul of nagenoeg nul. Die derde macht is de doodsteek voor een betrouwbare productie van elektriciteit door windmolens.

Dat een windmolen zelfs al bij Beaufort 2 of 3 stroom van enige nuttige sterkte opwekt is gezien de dan minimale kinetische energie van de wind onmogelijk. Dit is voor ieder model windmolen, groot of klein, met verticale as of horizontale as, een propagandistisch sprookje. Bij zo weinig wind staan de windmolens dan ook gewoon stil. Zoals u ook vaak zult zien.

Het totale aantal kilowatturen dat door een windmolen in een jaar met al zijn vermogensvariaties tussen maximum en nul of nagenoeg nul wordt opgewekt als percentage van wat bij continu vol vermogen zou zijn geproduceerd heet de ' productiefactor'

Een moderne windmolen met een maximaal vermogen van 3000 kW ( 3 MW dus) zal door al die vermogensvariaties gemiddeld over een jaar niet meer dan zoiets als tussen de 18 en hoogst zelden 30% effectief elektriciteit opwekken. Dus met een productiefactor die ligt tussen 18 en 30%. Hoe hoger de windmolen wordt gebouwd en hoe windrijker de bouwlocatie is hoe hoger die productiefactor zal zijn. 30% wordt op het land praktisch nooit of ergens gehaald. Op zee wordt op zeer windrijke locaties wel eens 35 tot 36% gehaald.

Tengevolge van die gedurende een jaar optredende variaties van windsnelheid en het daarmee opgewekte vermogen zal een productiefactor dan ook nooit tevoren door de bouwers van windmolens gegarandeerd kunnen worden . Die is pas voor een bepaald jaar aan het einde van dat jaar te meten. Bouwers van windmolens zullen dan ook nooit een boeteclausule accepteren voor het niet halen van een door hen beloofde productiefactor. De door hun beloofde productiefactor kán gewoon niets anders zijn dan een gok. Zij kunnen immers niet weten hoe in een bepaald jaar de wind zal waaien. Die productiefactor is volledig van de onvoorspelbare variaties van de wind afhankelijk

Waarom kunnen die niet anders dan bijzonder hoog zijn ?

De prijs van een te bouwen windmolen wordt uiteraard altijd gerelateerd aan het maximale vermogen. Een 3 MW windmolen wordt dus gebouwd alsof het echt een windmolen van 3 MW zou zijn. Maar die molen levert effectief op het land, dus gemiddeld, gedurende een jaar met niet meer dan die zojuist genoemde 18 of in uiterst zeldzame gevallen 30% van dat vermogen. Dat betekent niets anders dan : Men betaalt voor een machine gebouwd voor 3 MW maar het ding levert voor maar 18 tot hoogstens 30% daarvan elektriciteit die met onvoorspelbare horten en stoten ter beschikking komt. Zie weer de grafieken ! Dat betekent dat van het besteedde geld circa 82 tot 70% weggegooid geld is. (Veronderstel men bestelt een stoomturbine van 600 MW maximaal vermogen maar het ding is met geen mogelijkheid zover te krijgen dat hij effectief met meer dan 150 MW produceert. Omdat er toevallig zo weinig wind is.)

Verder zal het u duidelijk zijn dat zeer onvoorspelbaar geleverde kilowatturen aanzienlijk minder waard zijn dan kilowatturen waarop u iedere minuut van het jaar, dus met zekerheid, op kunt rekenen. U begrijpt: op de een of andere manier moeten er toch zeer forse subsidies voor de exploitatie van windmolens een rol spelen. Subsidies die door alle Nederlandse burgers opgebracht moeten worden. Subsidies voor een zeer onbetrouwbare levering van het product !.

Het is dus ook niet juist om een prijsvergelijking te maken tussen de betrouwbaar conventioneel in centrales geproduceerde kWh's en de prijs van kWh's die door windmolens hoogst onbetrouwbaar en wisselvallig worden geproduceerd. en waarvoor men dan ook op de energiemarkt niet eens tevoren een afspraak voor levering kan maken. 'Normale kWh's' en 'windmolen kWh's' hebben niet een gelijke geldswaarde. Volhouden dat dit wél het geval is lijkt op het vergelijken van de waarde van een kist met halfrotte appels met de waarde van een kist appels van perfecte kwaliteit.

Bovendien vergen, bij substantiele toepassing van windenergie, alle zeer kostbare maar noodzakelijke technische voorzieningen die getroffen moeten worden om de betrouwbaarheid van levering aan het net te waarborgen nog eens kosten die zeer vele malen hoger zijn dan alleen de kosten voor bouw en exploitatie van individuele windmolens. Zie hiervoor wat zojuist uitgelegd en getoond werd over het feit dat windmolens voor niet meer dan ca. 10 % tot betrouwbare opwekkers van elektriciteit voor een landelijk net gerekend kunnen worden. Ook hierover bewaren propagandisten van windenergie een diep stilzwijgen. Ik verwijs voor de waarheid over deze technische problemen naar het Duitse E.ON Windreport 2005, waarin al die onvermijdelijk bijkomende kosten voor Duitsland op enkele miljarden euro's worden geschat..

Het op realistische basis vergelijken van werkelijk alle kosten van door windmolens geproduceerde elektriciteit met de kosten van op conventioneel geproduceerde elektriciteit is daarom een buitengewoon gecompliceerde technische zaak maar waarvan de uitkomst sterk afhankelijk zal zijn van de 'politiek'. De "politiek" laat het, wat naief, voorkomen alsof men alleen windmolens hoeft te bouwen die dan als het ware gewoon via een simpel stopcontact aan het landelijke hoogspanningsnet aangesloten kunnen worden. En zo is het in de verste verte niet.

Het totale aantal kilowatturen dat per jaar in Nederland verbruikt wordt, wordt nu (2006 en 2007) door alle in en aan Nederland leverende centrales opgewekt met een over een jaar gemiddeld vermogen van rond "13.000 MW, dus 13.000.000 kW. Dit getal moet u eens trachten te onthouden of anders ergens noteren. Dit is bijzonder belangrijk! Dertien miljoen kilowatt.
Ongeveer 15% hiervan wordt uit het buitenland geimporteerd omdat Nederland al jaren veel te weinig centrales bijbouwde. Deze import komt voor meer dan de helft uit kernenergiecentrales, dus het is bijzonder hypocriet om te vertellen dat wij geen kernenergie willen gebruiken. (Uit het buitenland komt ongeveer het drievoudige uit kerncentrales ten opzichte van wat onze kleine kerncentrale Borssele produceert)

Laten wij nu eens de opbrengst van de nu veelvuldig in Nederland en ook op zee bij Egmond aan Zee geplaatste grote windmolens met maximum (= geinstalleerd) vermogen van 3.000 kW vergelijken met dat voor Nederland benodigde productievermogen van 13.000.000 kW. Met een zeer hoog ingeschatte gemiddelde productiefactor van 36 % op zee produceert die 3.000 kW windmolen dus met die onvermijdbare en onvoorspelbare horten en stoten met een gemiddeld vermogen van 0,36 x 3 = 1080 kW.

Als deel van wat voor Nederland aan productievermogen nodig is levert zo'n 3 MW windmolen op zee dus 1.080 / 13.000.000 = 0,000.083 ste deel. Of anders uitgedrukt : acht honderdduizendste deel van ons elektriciteitsverbruik. Als deel van Nederlands totale energieverbruik is dit nog aanzienlijk minder.

Voor windmolens op het land is de opbrengst nog treuriger: gerekend met een maar zelden gehaalde productiefactor van 25 % produceert zo'n 3.000 kW windmolen met 0,25 x 3.000 = 750 kW. Dat is dan 750 / 13.000.000 = 0,000.058 of nagenoeg zes honderdduizendste deel van wat wij aan productie van elektriciteit nodig hebben. Voor één procent van ons verbruik zijn 175 van deze enorme windmolens nodig.

Maar, let wel! Hier wordt alleen gesproken over de moderne grote windmolens die er tegenwoordig in Nederland geplaatst worden. Niet over de 1828 gemiddelde windmolens zoals die in de voorgaande jaren gebouwd werden en die gezamenlijk in 2006 niet meer opbrachten dan 2,4 % van onze nationale behoefte van 13.000.000 kWjaar. Zoals het CBS over de opbrengst van elektriciteit in 2006 publiceerde. Uit deze CBS getallen volgt dat in 2006 per windmolen niet meer geproduceerd werd dan 13 miljoenste delen van ons elektriciteitsverbruik. Immers 0,024 / 1828 = 0,000.013 of 13 miljoenste delen. Niemand van de promotors van windenergie zal u dat ooit vertellen of uitleggen. Dat wordt altijd zorgvuldig verzwegen.

En ook hierbij mag nooit vergeten worden dat deze minimale hoeveelheid elektriciteit met honderden wisselingen in vermogen wordt geproduceerd. Zowel op het land als op zee. Op de openbare energiemarkt zijn zulke 'horten en stoten kilowatturen' natuurlijk veel minder waard dan betrouwbaar geproduceerde kilowatturen waarvoor men al dagen tevoren een leveringsafspraak met de centrales kan maken. Men mag daarom de geldswaarde van een "wind-kWh" nooit gelijk stellen aan die van een normaal opgewekte kWh. Dat zou het zelfde zijn als de waarde van een kist halfrotte appels gelijk te stellen aan de waarde van een kist appels van perfecte kwaliteit..

Hoe de onvermijdelijke en bovendien onvoorspelbare scherpe variaties van het totale vermogen van ook grote groepen windmolens zullen zijn hebt u gezien in de grafieken op pagina 3. Zo'n totaalvermogen zal gedurende een jaar, zoals u ziet, zeer vele malen variëren tussen maximaal vermogen en nul of nog maar een verwaarloosbaar klein beetje. Ook dit is weer als gevolg van die ene natuurkundige wet voor de aandrijvende energie van de wind. Iets waar dus nooit iets tegen te doen is. Of dat nu windmolens op het land of op zee zijn, dat maakt geen enkel verschil.

Ter dekking van de totale landelijke behoefte aan elektriciteit zal er van minuut tot minuut exact zoveel kilowatts in het net gevoed moeten worden als er afgenomen wordt. De minste of geringste onbalans tussen vraag en aanbod zal onherroepelijk tot ineenstorting van het net, dus een grote tot zeer grote black-out leiden. Dat kan al gebeuren bij een onbalans gedurende tienden van een seconde ! De scherpe wisselingen in de voeding vanuit de gezamenlijke windparken, of die nu op het land of op zee staan,, zullen door het omhoog of omlaag regelen van het totale vermogen van alle elektriciteitscentrales exact gecompenseerd moeten worden. En dat zal bij een zeer groot totaal geïnstalleerd vermogen van alle aangesloten windparken om technische redenen niet mogelijk zijn. Stoomturbines zoals in centrales in gebruik kunnen namelijk alleen met een beperkt aantal kilowatts of megawatts per minuut of per kwartier naar een hoger of naar een lager vermogen geregeld worden. Deze limieten van de regelsnelheid (regelgradiënten) variëren van 11 tot ca. 14 MW per minuut afhankelijk ervan of omhoog of omlaag geregeld wordt. Bij overschrijding van deze maximaal toelaatbare regelsnelheid (regelgradiënt) zal de turbine onherroepelijk desastreus beschadigd worden. Het is daarom altijd zaak om in een centrale een stoomturbine met veel beleid in vermogen omhoog of omlaag te regelen. Dat laat zich niet regeren door de zeer grote en onverwachte wisselvalligheden van een groot totaalvermogen aan windenergie.

Het is dus gewoon niet waar dat de zeer aanzienlijke plotselinge wisselingen van een groot totaalvermogen van windenergie naar nul of nagenoeg nul bij onvoldoende wind of omgekeerd bij stijgen van de windsnelheid, altijd opgevangen kunnen worden door correctie van het vermogen van conventionele centrales. Dat is met zekerheid niet altijd het geval!. Ook dit is weer een waarheid die de promotors van windenergie verzwijgen. Zoals die grafiek op pagina 3 toont kan het totale vermogen van grote groepen windmolens in zeer korte tijd met honderden megawatts stijgen of dalen . Wanneer de centrales dergelijke brute variaties van het windvermogen niet meer kunnen compenseren is een netstoring het onherroepelijke gevolg.

De additionele regeling van het centralevermogen door import vanuit waterkrachtcentrales in het buitenland is ontoereikend. Daarvoor is de transportcapaciteit van de verbindingen tussen Nederland en "waterkrachtlanden", zoals Noorwegen (of Zweden), veel te zwak. Nog afgezien of het buitenland wel geneigd zou zijn voor dat dwaze Nederland zomaar een enorm waterkracht-vermogen bedrijfsklaar te houden.. Dat is hoogst onwaarschijnlijk. En daarom zal, zoals eerder uitgelegd, zoiets als 90 procent van het totale geïnstalleerd windvermogen aan conventioneel vermogen onmiddellijk inzetbaar gehouden moeten worden om die variaties van het windvermogen te kunnen compenseren.

Vele andere ernstige nadelen en risico's tengevolge van windenergie voor een veilige elektriciteitsvoorziening blijven hier nog onbesproken.

Hoe de onvermijdelijke en bovendien onvoorspelbare scherpe variaties van het totale vermogen van ook grote groepen windmolens zullen zijn hebt u gezien in de grafieken op pagina 3. Zo'n totaalvermogen zal gedurende een jaar, zoals u ziet, zeer vele malen variëren tussen maximaal vermogen en nul of nog maar een verwaarloosbaar klein beetje. Ook dit is weer als gevolg van die ene natuurkundige wet voor de aandrijvende energie van de wind. Iets waar dus nooit iets tegen te doen is. Of dat nu windmolens op het land of op zee zijn, dat maakt geen enkel verschil.

Ter dekking van de totale landelijke behoefte aan elektriciteit zal er van minuut tot minuut exact zoveel kilowatts in het net gevoed moeten worden als er afgenomen wordt. De minste of geringste onbalans tussen vraag en aanbod zal onherroepelijk tot ineenstorting van het net, dus een grote tot zeer grote black-out leiden. Dat kan al gebeuren bij een onbalans gedurende tienden van een seconde ! De scherpe wisselingen in de voeding vanuit de gezamenlijke windparken, of die nu op het land of op zee staan,, zullen door het omhoog of omlaag regelen van het totale vermogen van alle elektriciteitscentrales exact gecompenseerd moeten worden. En dat zal bij een zeer groot totaal geïnstalleerd vermogen van alle aangesloten windparken om technische redenen niet mogelijk zijn. Stoomturbines zoals in centrales in gebruik kunnen namelijk alleen met een beperkt aantal kilowatts of megawatts per minuut of per kwartier naar een hoger of naar een lager vermogen geregeld worden. Deze limieten van de regelsnelheid (regelgradiënten) variëren van 11 tot ca. 14 MW per minuut afhankelijk ervan of omhoog of omlaag geregeld wordt. Bij overschrijding van deze maximaal toelaatbare regelsnelheid (regelgradiënt) zal de turbine onherroepelijk desastreus beschadigd worden. Het is daarom altijd zaak om in een centrale een stoomturbine met veel beleid in vermogen omhoog of omlaag te regelen. Dat laat zich niet regeren door de zeer grote en onverwachte wisselvalligheden van een groot totaalvermogen aan windenergie.

Het is dus gewoon niet waar dat de zeer aanzienlijke plotselinge wisselingen van een groot totaalvermogen van windenergie naar nul of nagenoeg nul bij onvoldoende wind of omgekeerd bij stijgen van de windsnelheid, altijd opgevangen kunnen worden door correctie van het vermogen van conventionele centrales. Dat is met zekerheid niet altijd het geval!. Ook dit is weer een waarheid die de promotors van windenergie verzwijgen. Zoals die grafiek op pagina 3 toont kan het totale vermogen van grote groepen windmolens in zeer korte tijd met honderden megawatts stijgen of dalen . Wanneer de centrales dergelijke brute variaties van het windvermogen niet meer kunnen compenseren is een netstoring het onherroepelijke gevolg.

De additionele regeling van het centralevermogen door import vanuit waterkrachtcentrales in het buitenland is ontoereikend. Daarvoor is de transportcapaciteit van de verbindingen tussen Nederland en "waterkrachtlanden", zoals Noorwegen (of Zweden), veel te zwak. Nog afgezien of het buitenland wel geneigd zou zijn voor dat dwaze Nederland zomaar een enorm waterkracht-vermogen bedrijfsklaar te houden.. Dat is hoogst onwaarschijnlijk. En daarom zal, zoals eerder uitgelegd, zoiets als 90 procent van het totale geïnstalleerd windvermogen aan conventioneel vermogen onmiddellijk inzetbaar gehouden moeten worden om die variaties van het windvermogen te kunnen compenseren.

Vele andere ernstige nadelen en risico's tengevolge van windenergie voor een veilige elektriciteitsvoorziening blijven hier nog onbesproken.