Skip to main content

CalTech-onderzoeker John Dabiri maakt gebruik van biomimicry om goedkopere, meer effici├źnte windparken met verticale as te ontwerpen, ge├»nspireerd door scholen vissen

De ontwerpen voor windturbines zijn de afgelopen jaren aanzienlijk verbeterd, maar windparken zijn nog steeds vrij inefficiënt. Dat komt omdat traditionele windturbines - die met drie enorme bladen - interfereren met elkaar. Door twee of meer grote turbines dicht bij elkaar te plaatsen, ontstaan ÔÇőÔÇőwindblokken en wervelingen die de efficiëntie van het totale windpark verminderen. Maar CalTech biofysicus en MacArthur Foundation 'genius grant' winnaar John Dabiri ontdekte een oplossing voor dat probleem door de beweging van schoolvissen te bestuderen. Hij ontdekte dat verticale windturbines met bladen die op vinnen lijken, kunnen samenwerken om windenergie efficiënter te benutten.

Er is een reden dat ontwikkelaars van windenergie die grote driebladige windturbines gebruiken: wanneer ze alleen staan, is een enkele traditionele windmolen veel efficiënter dan andere typen windturbines. Maar wanneer gegroepeerd, kunnen meerdere windturbines de luchtstroom onderbreken en de algehele efficiëntie van een windpark beïnvloeden. Dat is het probleem waar Dabiri zich op richt. Voor windparken zegt Dabiri dat windturbines met verticale assen efficiënter zijn. En ze zijn ook veel kleiner en goedkoper te produceren dan traditionele windmolens.

De kleinere verticale as-turbines van Dabiri kunnen heel dicht bij elkaar worden geclusterd - net als een school vissen - en de stroomcoëfficiënt van elke turbine daalt niet veel wanneer ze dicht bij elkaar wordt geplaatst. In feite kunnen de windturbines met verticale as van elkaar worden gescheiden, wat in sommige gevallen tot verhoogde efficiëntie leidt.

"Scholen vissen die in de oceaan zwemmen, hebben te kampen met wervelingen en stoornissen veroorzaakt door de andere vissen," vertelde Dabiri aan Sierra Magazine. "Sommige soorten gebruiken minder energie om in groep van punt A naar punt B te bewegen dan wanneer ze alleen zijn, omdat ze deze wervels kunnen gebruiken om hun zwemprestaties te verbeteren."

De windturbines die Dabiri voorstelt zijn slechts ongeveer 30 voet lang en de organisatie die hij voorschrijft, kan honderden turbines verpakken in het gebied dat wordt gebruikt door een enkele turbine van normale grootte in een traditioneel windpark. Dabiri en zijn CalTech-team hopen een windturbine met een verticale as van 3,5 kilowatt te produceren die slechts $ 3.500 kost en die gemakkelijk kan worden geassembleerd met basishulpmiddelen. Uiteindelijk kunnen de nieuwe verticale-as-turbines worden gecombineerd met traditionele turbines in grote hybride windparken die minder ruimte zouden verspillen en veel meer energie zouden produceren.

+ Caltech Field Laboratory voor geoptimaliseerde windenergie (FLOWE)

+ Visscholen als basis voor het ontwerp van windturbineboerderijen met verticale as