Eén windturbine, 20 MW: Dit is de grootste wind turbine ter Wereld

De windturbine wordt steeds groter. Waar turbines vroeger vooral opvielen door hun hoogte, draait het inmiddels om enorme rotordiameters, steeds krachtigere generatoren en een zo hoog mogelijke elektriciteitsproductie per turbine. Het Chinese Mingyang Smart Energy speelt een belangrijke rol in die ontwikkeling. Het bedrijf ontwikkelt offshore windturbines met vermogens die inmiddels richting de 20 megawatt en verder gaan.

Een van de meest indrukwekkende modellen is de MySE 18.5 260. Deze turbine heeft een vermogen van 18,5 megawatt en een rotor met een diameter van 260 meter. De cirkel die de wieken tijdens het draaien bestrijken heeft een oppervlakte van ruim 53.000 vierkante meter. Mingyang vergelijkt dat zelf met ongeveer negen voetbalvelden.

Een enorme rotor voor meer elektriciteit

Het principe achter de steeds grotere windturbines is relatief eenvoudig. Hoe groter de rotor, hoe groter het oppervlak waarmee wind kan worden opgevangen. Daardoor kan één turbine aanzienlijk meer elektriciteit produceren dan een kleiner exemplaar.

De MySE 18.5 260 beschikt over drie bladen van ongeveer 127,5 meter lang. De turbine is ontworpen voor gebruik op zee, waar doorgaans sterkere en constantere wind beschikbaar is. De opgegeven levensduur bedraagt 35 jaar.

Voor ontwikkelaars van windparken heeft een grote turbine een belangrijk voordeel. Er zijn minder turbines nodig om een bepaald vermogen te realiseren. Dat kan betekenen dat er minder funderingen, kabelverbindingen en onderhoudswerkzaamheden nodig zijn.

Daar staat tegenover dat het transport, de installatie en het onderhoud van dergelijke enorme machines technisch steeds ingewikkelder worden.

Mingyang ging nog een stap verder

De ontwikkeling van Mingyang stopt niet bij de 18,5 megawatt. Het bedrijf presenteerde eerder de MySE 18.X 20MW, een offshoreturbine die afhankelijk van de uitvoering een vermogen van ongeveer 18 tot 20 megawatt kan leveren.

Deze turbine kan worden uitgerust met een rotor tot 292 meter. Mingyang meldde dat een exemplaar in Hainan succesvol aan het elektriciteitsnet werd gekoppeld. Bij een gemiddelde windsnelheid van 8,5 meter per seconde zou de turbine volgens het bedrijf jaarlijks tot ongeveer 80 miljoen kilowattuur elektriciteit kunnen produceren.

Dat is een enorme hoeveelheid elektriciteit voor één installatie. Volgens Mingyang zou de jaarlijkse productie in die specifieke omstandigheden overeenkomen met het elektriciteitsverbruik van ongeveer 96.000 inwoners.

Het record is inmiddels alweer verbroken

Opvallend is hoe snel de ontwikkeling gaat. De MySE 18.X 20MW gold bij de ingebruikname als de grootste offshore windturbine op basis van vermogen en rotordiameter. Inmiddels is dat record alweer overgenomen door een ander Chinees bedrijf.

Dongfang Electric heeft een offshoreturbine van 26 megawatt ontwikkeld, waarmee het vermogen van de grootste operationele turbines opnieuw aanzienlijk is verhoogd. Daarmee laat de ontwikkeling zien hoe snel fabrikanten elkaar proberen te overtreffen.

Mingyang blijft ondertussen investeren in nog grotere turbines. Het bedrijf heeft een product portfolio ontwikkeld voor offshore modellen tot 25 megawatt en werkt daarnaast aan technologie voor drijvende windturbines.

Waarom worden windturbines steeds groter?

De belangrijkste reden is economisch. Een zeer grote turbine kan meer elektriciteit produceren zonder dat voor iedere extra hoeveelheid elektriciteit een afzonderlijke turbine nodig is.

Vooral op zee kan dat interessant zijn. Het plaatsen van een offshore windturbine is ingewikkeld en kostbaar. Er zijn gespecialiseerde schepen, funderingen, onderzeese kabels en uitgebreide onderhoudsvoorzieningen nodig. Als één grote turbine dezelfde productie kan leveren als meerdere kleinere turbines, kan dat de kosten van een windpark verlagen.

Ook de rotor speelt een belangrijke rol. Een grotere rotor vangt meer wind op en kan daardoor bij dezelfde windsnelheid meer energie uit de lucht halen.

Techniek wordt steeds belangrijker

Bij zulke enorme afmetingen is alleen een grotere generator niet voldoende. De constructie moet bestand zijn tegen grote krachten. De wieken krijgen tijdens iedere omwenteling te maken met enorme belastingen en moeten tegelijkertijd zo licht mogelijk blijven.

Mingyang gebruikt daarom onder meer composietmaterialen in de bladen. Ook wordt veel aandacht besteed aan digitale besturing, monitoring en systemen die de turbine tijdens zware weersomstandigheden kunnen ondersteunen.

Voor offshore windenergie is dat essentieel. Een turbine die tientallen kilometers uit de kust staat, kan niet eenvoudig worden bezocht wanneer er een technisch probleem ontstaat.

Ook Europa is interessant voor Mingyang

Mingyang probeert zijn technologie inmiddels nadrukkelijk buiten China aan de man te brengen. Het bedrijf presenteert de MySE 18.5 260 als de grootste turbine die commercieel beschikbaar is in Europa. Het model is ontworpen voor toepassing in onder meer de Noordzee.

De Europese markt is echter niet zonder uitdagingen. Chinese windturbinefabrikanten krijgen in verschillende Europese landen te maken met politieke en veiligheidsvragen. Daarbij gaat het onder meer om cybersecurity, dataverwerking en mogelijke afhankelijkheid van Chinese technologie.

Mingyang probeert zich daarom steeds sterker als internationale onderneming te positioneren. Het bedrijf werkt aan Europese activiteiten en heeft de afgelopen jaren geïnvesteerd in lokale kennis en samenwerking.

Van record naar standaard

De belangrijkste ontwikkeling is misschien wel dat een turbine van 18 of 20 megawatt niet langer alleen een technisch experiment is. Grote offshore turbines worden daadwerkelijk ingezet en getest in windparken.

De MySE modellen van Mingyang laten zien hoe snel de schaal van windenergie verandert. Tegelijkertijd maakt het nieuwe record van 26 megawatt duidelijk dat de concurrentie nog lang niet voorbij is.

De komende jaren zal dan ook niet alleen worden gekeken naar de vraag hoe groot een windturbine kan worden. Minstens zo belangrijk wordt de vraag of zulke enorme turbines ook betrouwbaar, betaalbaar en efficiënt kunnen worden geproduceerd en onderhouden.

Voor de energiesector betekent dat een duidelijke ontwikkeling: steeds meer elektriciteit moet worden opgewekt met minder afzonderlijke installaties. De gigantische windturbines van Mingyang laten zien hoe ver die ontwikkeling inmiddels is gekomen.