nieuws

Lichtere windturbines dankzij supergeleiders

Engineering

Bij een windmolen aan de Deense kust bij Thyborøn is voor het eerst een conventionele generator, met permanente magneten vervangen door een exemplaar met supergeleiders, meldt de Universiteit Twente. De nieuwe turbine weegt slechts de helft, is veel compacter en kan toch hetzelfde vermogen leveren terwijl er veel minder zeldzame aardemetalen worden gebruikt.

Lichtere windturbines dankzij supergeleiders
Fraunhofer IWES, Jan Meier

De supergeleiders vervangen de grote en zware magneten in een conventionele windturbine. De magneten draaien daar rond binnen spoelen die de magnetische energie omzetten in elektrische. Sterke magneten kunnen ook worden gemaakt met spoelen van supergeleidende kabel: ze zijn lichter, compacter en maken in veel mindere mate gebruik van zeldzame (aard)metalen zoals neodymium. De lichtere turbine zorgt ervoor dat ook de constructie van de windturbinetoren lichter kan worden uitgevoerd.

Supergeleidende tape

De magneten in de nieuwe rotor zijn opgebouwd uit supergeleidende tape: op een flexibele stalen drager is een dunne laag supergeleidend materiaal aangebracht die de stroom geleidt. UTwente meldt dat werd begonnen met kleine stukjes tape op laboratoriumschaal, maar dat dit inmiddels per kilometer is te produceren. Compacte cryocoolers, dubbel uitgevoerd, draaien mee met de rotor, en zorgen voor een temperatuur van min 240 graden Celsius.

“Wij waren in dit project betrokken bij ‘alles wat koud is’ ”, aldus dr. Marc Dhallé. “Het testen van de tapes en de magneetspoelen, het vinden van optimale koeling, de assemblage van de hele rotor.” Hij is onderzoeker van de UT-onderzoeksgroep Energy, Materials and Systems. De groep heeft voor dit project ook samengewerkt met TNO, met machinefabriek Boessenkool in Almelo en met andere Nederlandse bedrijven.

Windturbine met supergeleider in de praktijk

Na twee jaar testen in het lab werd dit najaar het eerste concept geïnstalleerd. De generator van het concept heeft een doorsnee van vier meter – bijna anderhalve meter minder dan de conventionele versie. In  Thyborøn (Denemarken) werd deze geïnstalleerd in een GC1-type turbine van fabrikant Envision: dit type levert 3,6 Megawatt, heeft twee rotorbladen met een totale diameter van 128 meter, de toren is 88 meter hoog. De komende tijd zal blijken of het nieuwe windmolenconcept voldoet aan de verwachtingen.

Bron: UTwente

Reageer op dit artikel