Elektriciteit uit turbulentie

“Als we slechts 0,1% van de energie aanwezig in de oceanen kunnen ‘vangen’ dan is er genoeg energie voor 15 miljard mensen” (DailyTelegraph), dit beweert Michael Bernitsas: professor nautische architectuur aan de universiteit van Michigan. Nu is de term ‘energie aanwezig in de oceanen’ niet bepaald specifiek geformuleerd, maar gezien zijn uitvinding doelt Bernitas waarschijnlijk op de energie van zeestromen. Zijn onderzoeksteam heeft een methode gevonden om energie te winnen uit de turbulentie die ontstaat als water langs een object stroomt. Het grote voordeel is dat het kan worden toegepast bij lage stroomsnelheden van minder dan 2 knopen, terwijl (getijden)turbines pas functioneren bij stroomsnelheden hóger dan 5 a 6 knopen. Een begrijpelijke uitleg vind u hier. Het mondiale energievraagstuk is dus (alweer?) opgelost?

De methode VIVACE: Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy maakt gebruik van vortex wervelingen die ontstaan achter objecten in een stroming van lucht of water. Deze vortex wervelingen laten de objecten trillen wat uiteindelijk kan leiden tot schade aan boorplatformen, brugpilaren of zelfs het instorten van een volledige brug. Maar met een beetje goede wil kan je van vortex wervelingen ook iets moois van maken: elektriciteit. Laat een object heen en weer trillen in een stroming en vang deze trilling op met veren. Met het VIVACE systeem op de zeebodem zou een gebied van 1,0 km bij 1,5 km genoeg elektriciteit opleveren voor 100.000 huishoudens.

Volgens de ontwerpers schaadt het niet de onderwater fauna omdat het systeem niet snel beweegt, Spongebob en z’n vrienden laveren er moeiteloos tussendoor. Maar of het erg onderhoudsgevoelig is op een zanderige Noordzee bodem is niet duidelijk? Bijna drie jaar geleden kondigde het elektriciteitsbedrijf van Bermuda aan om in de Sargasso zee een turbine te plaatsen die het eiland zal voorzien in 10% van de elektriciteitsbehoefte. Toen werd al de vraag geopperd of dit de voor Europa zo belangrijke Warme Golfstroom zou beïnvloeden? Misschien heeft het VIVACE systeem ook wel onvoorziene gevolgen voor de stroomsnelheid of zandtransport? Maar voor voorlopig sluiten we zulk positief innovatienieuws af met een luid: hosanna!

  1. 2

    Beetje jammer dat je bij Sargasso tegenwoordig al zeerot moet zijn. Waarom kunnen snelheden niet in SI-eenheden, Het touw met knopen wordt toch al enige decennia niet meer gebruikt om de snelheid te meten?

  2. 4

    Ja precies weerbarst, Spongebob en zijn vrienden gaan er een potje van maken.
    Bismarck, u weet toch wel dat 2 knopen ongeveer 2 mijl per uur is?
    Lezers van een bakboords salonblog hebben toch wel enige nautische basiskennis?

  3. 6

    Bakboord ff denken geen r erin dus links toch?

    Turbulentie verdient meer aandacht en alle aandacht om duurzaam energie op te wekken verdient meer aandacht. *kuch*

    Bismarck is er al een Si om binaire transportatie van a naar b uit te drukken?

  4. 7

    BLIJF MAAR DOOF ALLEMAAL. GEEN PROBLEEM.

    Ik roep al jaren tegen windmolens dat een stel gisse jongens van DAF een patentje of tien in een hele diepe kluis hebben verstopt toen ze als grap dat maffe motortje van ze wisten aan te drijven met vloed en eb. Ja, de maan.

  5. 8

    Bismarck je bent echt nks gewend. Ik moet voor live demo’s op zee regelmatig windkaarten met knopen omrekenen in Beauforts omdat de IJslandse KNMI die gebruikt. Uit het hoofd he. Huh, en de Nederlandse.

  6. 9

    @Carlos en Weerbarst, het lijkt me evident dat de beestjes en planten zich meteen gaan nestelen op deze harde ondergrond, maar dat hoeft natuurlijk geen nadeel te zijn.
    Als je weet welke soorten komen nestelen en hoe groot ze ongeveer worden kan je daar in het ontwerp rekening mee houden, dat scheelt je dan meteen materiaal, onderhoud en als je het goed opzet heb je er een kunstmatig rif bij die vissen en energie oplevert.
    Windmolen parkje erboven die je op hetzelfde stopcontact aansluit en dan wordt dat ook aantrekkelijker.

    Bordje erbij en je hebt nog een natuurgebied ook.

    Maar wat de effecten op de morfologie, hydrologie en ecologie zijn is natuurlijk de vraag. De hydrologie zal denk ik niet zo erg worden veranderd als te zien is bij de windmolens (http://dsc.discovery.com/news/2008/11/25/wind-farms-weather.html) maar voor de morfologie en ecologie kunnen op zandbodems denk ik wel grote veranderingen plaatsvinden.

    Er moet dan een afweging gemaakt worden waarbij ik denk dat voor de Noordzee de voordelen groot zijn aangezien de zandbodems elk jaar zo’n 7 keer worden omgeploegd…

  7. 12

    Vapourware!1!!!1

    (iemand moet het roepen)

    Testen en verder ontwikkelen die boel maar elke onderzoeker die roept het energieprobleem opgelost te hebben in schaamloze zelfpromotie voortaan als taakstraf een 5 MW offshore windmolen laten poetsen met een tandenborstel, op zee, uiteraard.

  8. 13

    @11: Ik heb er nog nooit eentje van dichtbij gezien, dus tot nu toe niet. Wat ik zeggen wilde is dat iets makkelijk met niet SI-eenheden wordt gegooid op momenten dat dat helemaal niet nodig is.

  9. 14

    Grote dammen die energie aftappen van rivieren zijn ook niet zo probleemloos als in de begintijd werd gejuicht. Alles met mate en verstand graag. Dus niet rücksichtlos enorme installaties gaan planten, maar eerste kleinschalig testen op plekken waar geen cruciale zeestromingen, sedimenttransport en ecosystemen zijn.

    Knelpunt is dat de grootste bevolkingsconcentraties zich in rivierdelta’s bevinden, waardoor je meestal met een complex systeem te maken hebt, als de elektriciteit in de buurt (zonder veel transportverliezen) wilt opwekken.

  10. 15

    Als ik het goed begrijp dan is oorspronkelijke plan van Lievense nu dus levensvatbaar.
    De Markerwaard wordt toch niet drooggelegd.
    De dijken liggen er al dus het waterniveau van het meer is met windkracht (‘s-nachts) 2 meter hoger te pompen. Overdag gecontroleerd leeg laten lopen.
    Een stroom van 2 knopen (3,7 km/u Bismarck)moet dan toch op te wekken zijn.
    Dit heeft een potentiele energie van 10 x Dodewaard.

  11. 17

    Waar vind ik dat bakboords blog dat hier (blijkbaar) aangeprezen word?
    Enige zeemijlen buitengaats ofzo?

    Ik blijf toch denken dat gewoon zonneenergie het beste is. Elke vorm van zeestroming/golf/etc energie is toch daarvan afkomstig.
    1.5km3 voor 100.000 huishoudens lijkt me veel oppervlakte per huishouden.
    Zo’n zonnetoren (als deze) geeft 15MW uit 260.000m3.

    Hoeveel (M)W is 1 huishouden doorgaans?

  12. 18

    Met wat terugrekenen (via het verbruik van Al Gore) kom ik erop dat een (Amerikaans) gezin gemiddeld ruim een kW nodig heeft. Dan zou zo’n zonnetoren dus een kleine 15.000 gezinnen kunnen onderhouden (uitgaande van geen pieken en verlies door transport). Per oppervlak dus ongeveer gelijk.
    Dat lijkt me dan niet echt preferabel, aangezien je afhankelijk bent van zonlicht (stroming lijkt me een meer betrouwbare bron) en er bovendien landoppervlak aan kwijt bent (en dat is schaarser dan zee-oppervlak).

  13. 19

    Dat valt tegen …

    Overigens zijn die zonnetorens zo ontworpen dat deze ook als de zon niet schijnt leveren, doordat ze het hete medium deels opslaan voor later gebruik.

    Zo’n 15-20 m3 per huishouden ben je dus wel kwijt. Ff kijken….mijn dak is zeker het dubbele, dus de benedenburen plus ikzelf zijn in theorie zelfvoorzienend, dat geeft dan wel weer hoop :-).

  14. 20

    Hier kijk aan, extra nóg een idee. Tel alles nu eens bij elkaar op. Percies, als je nu dus ál die mogelijkheden bij elkaar veegt en uitvoert…wind 15%/getijde 5%/zon 20%/bio 8%/waterstof 15% enz.kom je al een heel end…*perc. natte vingerwerk*

    Hoef je ook niet je hele kustlijn of Noordzee vol te zetten met windmolens, extra kerncentrales te bouwen, onevenredig veel landbouwareaal voor biogewassen te gebruiken enz..

    Iedereen maar denken dat er maar 1 ei van Columbus is…o o o…

    Hahaha…en dan lachen we die mannen met oogkleppen toch gewoon uit.

    Ik doe het nog een keer: MOEHAHAHA

    *Ziet tevens Limbabwaan “Kapitein” Bismarck reeds lijkwit kotsend op de voorsteven staan*

  15. 21

    @19: Ik stel me voor dat een gezin ook met aanzienlijk minder dan 1kW vermogen kan draaien. Kwestie van energie-efficiënte elektronica en energiebewust gedrag. Het schijnt vloeken in de kerk te zijn, maar voor mijn gevoel valt er echt heel veel te winnen in zuiniger zijn in huis. Daarmee zou je zelfs potentieel netto energieleverancier kunnen worden met je dakoppervlak.

  16. 22

    Even een relativerende reactie met getallen:

    1 knoop = 1852 meter / seconde = 0.5144444 meter / seconde
    1 Joule = benodigde energie om een gewicht van 1 Newton 1 meter omhoog te verplaatsen
    als je 1 kilogram 1 meter omhoog tilt gebruik je 9.81 Joule

    1 Watt = 1 Joule / seconde
    1 kW = 1000 Watt / seconde (ongeveer 1/3 tot 1/2 waterkoker)(ongeveer 3 computers)(ongeveer 0.8 koffiezetapparaat)

    1 kWh = 3600000 Joule
    koffie zetten = 1200 W * 5 minuten = 0.1 kWh

    gemiddeld gebruik gezin = 3000 – 3500 kWh op jaarbasis = ongeveer 10 kWh per dag = tien uur lang 3 computers aan (exclusief koffiezetten en licht) (per dag)

    Willen we meer energie opwekken of willen we besparen op wat we nu gebruiken?

    @21 gebruik van 1 kW per gezin??? Verbruik graag op jaarbasis en in kWh

    Echt besparen kan bij grootverbruikers zoals kassen straatlantaarns, reclame etcetera enzovoort.
    Ter vergelijking:
    In Den Haag werd er aan min of meer nutteloze verlichting in 1933 per uur evenveel energie verbruikt als een gemiddeld huishouden vandaag per jaar.
    bron: http://www.denhaag.nl/smartsite.html?id=34742

  17. 24

    @22: Je verwisselt af en toe uur en seconde enzo. Verder is het verbruik in kWh/jaar niet echt interessant als we het hebben over het aantal huishoudens dat zou kunnen draaien op een zonnetoren die een vermogen van 15MW produceert. Tenslotte moet je eens wat andere PC’s kopen. Het moet al een behoorlijke gamer zijn wil die 333W trekken. Een beetje PC met CnQ en geïntegreerde videokaart doet nog niet 1/3e daarvan.

  18. 26

    @25
    als je het hebt over productie van een willekeurige electriciteitsopwekker dan is dat alleen te vergelijken in kWh of MWh of Joule. Aan het piekvermogen van de installatie heb ik nix, ik wil toch weten hoeveel huishoudens zij op jaarbasis bedienen. Zonnetoren a 15MW met tien uur zon = 15 MWh (perdag)en de rest van de dag is de zon weg en levert ie 0 MW.
    Heb even het verbruik van mn laptopp gecheckt en dat is 90 W, beide huisgenoten hebben 300 W en 350 W.

  19. 27

    The Solar Chimney, page 36, at an annual electricity output of 600GWh/y, Prof. Kröger arrives in “A“, page 6, at only 340GWh/y, ie 57% for the same Solar Chimney with specifications: Flue height = 1 500m ; collector Æ = 4km ; chimney Æ = 160(175)m and a nearly identical annual solar radiation of 2 340 kWh/m²y in Barstow, USA and 2 317 kWh/m²y in Sishen, RSA, (“A“, D 1.5) respectively.

    hier kan je de solar radiation van europa opzoeken:
    http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps/radmonth.php?lang=en&map=europe

    even voor de vergelijking
    een zonnetoren van 15 MW * (24uur/dag * 365dag/jaar) = 131.4 GWh/jaar
    dat zou ongeveer 37500 huishoudens zijn (a 3500 kWh/jaar)
    dit klopt dus niet en dat getal van 15 MW is dus niet het gemiddelde. Als je wilt vergelijken zal je toch echt met steekhoudende cijfers moeten komen.

  20. 28

    @24:

    Heb even het verbruik van mn laptopp gecheckt en dat is 90 W, beide huisgenoten hebben 300 W en 350 W.

    Genoemde getallen zijn vermogens die geleverd KUNNEN worden door de voedingen. Deze worden zeker niet continu geleverd bij normaal gebruik.

  21. 29

    Een paar zomers geleden eens de kerktoren van Breda beklommen, het eerste wat ik dacht toen ik daarboven over de stad keek, waarom liggen al die daken niet vol zonnepanelen.

    Lange weg te gaan.

  22. 30

    @28
    over geleverde vermogens en wat de computers daadwerkelijk gebruiken zal je dus moeten middelen en dus een verbruik in kWh (tijdsduur keer vermogen). Uiteindelijk is het helemaal niet belangerijk hoeveel watt er op een machine staat maar wel hoeveel energie je gebruikt — in kWh op jaar basis
    Normaal gebruik is ook relatief.
    Als je wil vergelijken dan is het dus logisch om naar een lange termijn gemiddelde te kijken. Aantal energie per aantal tijd.