Renovável

Enkele jaren geleden werd er nog gespeculeerd of het uberhaupt mogelijk is, vandaag is het (soms) al eens een feit: een 100% hernieuwbare stroomproductie.

Eerder deze maand braken de Portugezen hun record door hun hele electriciteitsnet meer dan 6 dagen lang onafgebroken te voorzien van hernieuwbare electriciteit. Dat kon enkel door gunstige condities (veel wind en veel zon) maar de verwachting is dat dit in de toekomst voor steeds langere periodes zal gebeuren.

En ze zijn ambitieus daar in Portugal:

• 85% van de electriciteit moet hernieuwbaar zijn tegen 2030
• ze plannen om alle gascentrales te ontkoppelen tegen 2040
• koolstofneutraal tegen 2045

Vliegerturbines

Interessant artikel over vliegende windturbines of vliegerturbines op De Ingenieur. En niet enkel vanwege het neologisme standaardisateren.

Een blauwtje gelopen

In een vorige bijdrage heb ik me uitgesproken tegen de dubieuze gewoonte om de electriciteitsopbrengst van een hernieuwbare energie-installate uit te drukken als het verbruik van een aantal huishoudens. Deze week zag ik echter een aankondiging van RedStack voor een nieuwe installatie waarin ze het nog veel bonter maakten.

Versta me niet verkeerd. Blauwe energie – of de energie gehaald uit het samenbrengen van zoet en zout water – is een fantastisch principe. En de Afsluitdijk is waarschijnlijk een van de beste locaties ter wereld om deze jonge vorm van electriciteitsopwekking in de praktijk te testen. Maar de jaaropbrengst uitdrukken als een aantal AA batterijen slaat echt nergens op.

Toch even wat getalletjes checken:

• 500000 huishoudens aan 3500kWh (zie vorige bijdrage) = 1.75 TWh =1.75 E+12 Wh
• Dit zou gelijk zijn aan 1200 miljard batterijen, wat een energie van 1.46 Wh per batterij geeft.
• Met een spanning van 1.5V, leidt dit tot 0.97Ah of 970mAh.
• Dit is inderdaad een gemiddelde energie voor een AA batterij.

Wat het artikel niet vermeldt is hoeveel de installatie in de nabije toekomst zal leveren.

• 400m2 aan 1.3W/m2 = 520W (of 1.3 huishoudens voor wie het echt niet laten kan)

Niet veel, maar ook niets om je over te schamen. Iedereen moet klein beginnen en Rome is ook niet op 1 dag gebouwd.

Op naar de megawatt!

Winterbries

Uit De Standaard van 23 december 2013:

 “Afgelopen zaterdag werd een record aan windenergie geproduceerd in ons land, zo maakte Apere, de Waalse federatie voor de promotie van hernieuwbare energie, bekend.

Concreet werd er elektriciteit voor het equivalent van 3.230.000 gezinnen geproduceerd, 68 procent van het totale aantal. De algemene energiebehoefte van die dag werd voor ongeveer 13 procent gedekt.

In totaal waren 615 Belgische windturbines actief, goed voor 1.540 MW.

Het nieuwe record kan worden verklaard door de strakke en stabiele wind, in combinatie met een uitbreiding van het windmolenpark in ons land. Zo zijn sinds enkele maanden de windmolens in de Noordzee actief.”

1/ Het krantenartikel en het oorspronkelijke persbericht zijn behoorlijk onduidelijk, een ziekte waar de sector wel vaker last van heeft. Zo moet je al even rekenen om te weten te komen hoeveel electriciteit er nu eigenlijk geproduceerd werd die bewuste dag.

• (3500 kWh / jaar)*(1/365*24.25h) = 395.4W
• 3230000*395.4W = 1.280 GW of 1280 MW (vergelijkbaar met wat de figuur in het Apere-persbericht toont)
• De 1540 MW waarvan sprake slaat dan waarschijnlijk op het beschikbare vermogen van alle windturbines samen (als ze aan 100% zouden draaien).

2/ De gewoonte om hernieuwbare energieproductie in aantal gezinnen uit te drukken is behoorlijk pervers omdat hiermee enkel het thuisverbruik bedoeld wordt en dat vormt slechts een kleine fractie van het totaal. Zo werd er in België 8388 kWh electriciteit per inwoner per jaar verbruikt (in 2010).

Als we uitgaan van 11 miljoen Belgen dan rekent Apere op

• (0.68*11000000/3230000) = 2.3 personen per gezin
• Of dus een echt totaal jaarverbruik van 8388*2.3 = 19425 kWh per gezin, wat ongeveer 5.5 keer zoveel is als het thuisverbruik. Of dus leidt tot 26 miljoen gezinnen in België.

Wat gaat de sector doen als het aantal van de hernieuwbare energie 18% bedraagt, of volgens hun berekening alle gezinnen van Belgie dekt? Stoppen met nieuwe windturbines te plaatsen? Of waarheidsgetrouw beginnen communiceren?

Hernieuwbaar is een blijver

Hernieuwbare energie (wind, zon) is een blijver, ondanks de kinderziektes en groeipijnen. En niet de vreugdeberichten uit de sector zelf overtuigen mij hiervan (wind cumulatief, zon cumulatief), maar net de berichten uit de sector van de gevestigde waarden (steenkool, gas), de concurrentie zogezegd.

Het grote probleem van hernieuwbare vandaag de dag is namelijk de onvoorspelbaarheid en de variabiliteit. Zo is het moeilijk om te voorspellen hoeveel wind er overmorgen exact zal blazen op een bepaalde locatie. Of zo kan een half bewolkte hemel de output van zonnepanelen behoorlijk doen slingeren. Traditioneel kan onze electriciteitsproductie slecht om met dergelijke snelle veranderingen. Het is immers een vraaggebaseerd netwerk en wat de ene bron niet kan leveren moet onmiddellijk door een andere worden gecompenseerd. En daar zit (of beter zat) het probleem. Kolen- en gasgestookte centrales hebben enkele uren nodig om van inactiviteit naar maximaal vermogen te gaan, daar waar de output van hernieuwbare op basis van minuten kan variëren.

Maar de groten der aarde hebben hun huiswerk gedaan en ondertussen is er ook gesleuteld aan de traditionele centrales die werken op fossiele brandstoffen.

Zo heeft General Electric (GE) een gasturbine ontwikkeld die in een half uur van 0 tot 100% vermogen kan opschalen en Siemens een steenkoolcentrale die ongeveer hetzelfde kan, namelijk het vermogen met 40% laten variëren op een kwartier tijd. En beide artikels noemen de opmars van hernieuwbaar als de drijfveer voor deze ontwikkeling.

Al heeft deze opmars wel een deuk gekregen de laatste jaren net door de vernieuwde populariteit van steenkool. Zo kwam er tussen 2001 en 2010 zelfs meer vermogen door kolencentrales bij wereldwijd dan door alle hernieuwbare bronnen gecombineerd. Nog een lange te gaan dus.

Link1: http://www.guardian.co.uk/environment/2013/feb/11/wind-power-capacity-grew-2012

Link2: http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2013/02/100-gw-of-solar-pv-now-installed-in-the-world-today

Link3: http://www.technologyreview.com/news/429388/ges-new-natural-gas-turbines-could-help-renewables/

Link4: http://spectrum.ieee.org/energy/fossil-fuels/quicker-coal-power

Link5: http://www.technologyreview.com/news/513821/renewables-cant-keep-up-with-the-growth-in-coal-use-worldwide/

Koude zonnestralen

De Standaard bracht vorige week het nieuws dat zonne-energie in België een nieuwe mijlpaal bereikt heeft. Volgens de cijfers van Elia werd er die dag rond de middag een vermogen van 2 GW opgewekt door alle fotovoltaïsche panelen in Belgie tegelijk.

En dit door de extreme koude. Klinkt tegenstrijdig maar is het niet. Het rendement van een fotovoltaïsch paneel heeft immerse een negatieve temperatuurscoëfficiënt. Voor monokristallijne panelen – een van de populairste – gaat het om een waarde van  -0.5%/°C. Dit getal vond ik hier.

Een paneel met een geafficheerd rendement van 15% (bij 25°C) kan dus bij koude temperaturen zoals vorige week  – stel dat het paneel 5°C had – een efficiëntie vertonen van 16.5%.

Voor wie graag filmpjes ziet: link.

Energie-atol voor de Belgische kust

Vandaag in de kranten: men wil een stuwmeer aanleggen voor de Belgische kust om de overtollige energie van de (vooral toekomstige) windturbines te kunnen opslaan en op piekmomenten weer boven te halen.

De Standaard: iets meer dan 2km breed

VRT: 10m hoog boven de zeespiegel

Genoeg cijfers om aan het rekenen te slaan.

De potentiële energie in een stuwmeer = A.h.h.g.rho.(1/2) met

A = oppervlakte, h = hoogte, rho = dichtheid van (zee)water, g = de valversnelling

A = 1250*1250*3.1416 m2 (we gaan uit van een cirkel met diameter 2.5km)

h = 10m

rho = 1000 kg.m-3

g = 9.81 m.s-2

wat een totale energie-opslag oplevert van 2.4 E+12 Joule.

Omdat we in het kader van electriciteit liever in MWh rekenen in plaats van met J gebruiken we de formule dat 1 MWh  (1 MJ.s-1.3600s) = 3.6 E+9 J.

Wat voor het stuwmeer een energie-opslag oplevert van ongeveer 700 MWh.

En aangezien er in de Belgische Noordzee ongeveer 1.5 GW aan turbines gepland wordt, zou dit dus ongeveer een half uur productie kunnen opslaan. En achteraf gedurende een drie kwartier de output van een nucleaire centrale kunnen evenaren.

Klinkt bruikbaar.