Op artist-impressions lijkt de turbine van het jonge bedrijf TouchWind een beetje op een hijskraan, maar dan met een turbineblad aan het uiteinde van de giek. Anders dan bij traditionele windmolens bestaat de rotor uit één stuk, in plaats van drie losse bladen. Dat is wel zo stevig én goedkoper. De ‘kraanconstructie’ stelt de rotor in staat om te kantelen, als het moet tot aan een helikopterstand, waarbij de bladen horizontaal komen te liggen. Bijsturen kan binnen een paar minuten. “In plaats van alleen een moment op de toren, zoals bij conventionele windmolens, ontstaat door de kanteling een trekkracht”, legt Xander Baartmans van TouchWind uit. “De rotor trekt aan de mast, als een soort vlieger. Daardoor kunnen we volstaan met een lichtere constructie.”

De gekantelde rotor is meer dan een constructieve truc: het is ook een manier om de energieopbrengst van de turbine te reguleren. In conventionele windturbines gebeurt dat via een zogenoemd ‘pitchsysteem’. Dit voorkomt dat de generator overbelast raakt door de bladen bij hoge windsnelheden weg te draaien. Het innovatieve systeem gebruikt in plaats daarvan het ‘tilten’ van de rotor. Dat werkt hetzelfde als bij een vliegtuigvleugel. Actieve motortjes, zoals bij traditionele turbines, komen er niet aan te pas. Aan de hand van de hoek van de luchtinstroom bepaalt de turbine de lift – en dus ook de kracht en de stroomopbrengst. Het passieve systeem vergt ook veel minder onderhoud.

De turbine kan dankzij dit mechanisme veel hogere windsnelheden aan. Waar een traditionele turbine ter voorkoming van schade moet worden stilgezet bij zware storm (90 kilometer per uur), draait de Touchwind vrolijk door bij een orkaan of tornado (tot 250 kilometer per uur). Komt in Nederland niet vaak voor, maar wel in Japan. Als je daar een veld vol drijvende turbines legt in de oceaan, kun je bij zware storm enorme stroomproductie halen. Vooral voor dergelijke locaties kan de innovatie een uitkomst zijn, is het idee.

Oostvoornse Meer

Daadwerkelijk gebruik is allang geen vage toekomstdroom meer. De Eindhovense startup heeft inmiddels tien turbines en tien sets rotoren laten bouwen door de Nederlandse rotorbladbouwer We4Ce. Negen daarvan gaan proefdraaien in Friesland in een klein windpark op het land. Nummer tien is een drijvend exemplaar en is te vinden op het Oostvoornse Meer bij Fieldlab Green Economy. Deze proef is vooral gericht op het meten van de krachten op het verankeringssysteem, waarmee het aan de bodem is bevestigd, en de stabiliteit van het drijflichaam. “Op land kijken we vooral naar de luchtstromen tussen de turbines en naar de opbrengsten”, vertelt Baartmans. “Daar helpt TNO ons bij, met geavanceerde windmetingen en lasermeetsystemen.”

De landproef moet meer duidelijk maken over hoe dicht de turbines op elkaar kunnen staan. Aanname vooraf is dat ze tot twee keer zo dicht op elkaar kunnen staan, waarmee het energiepotentieel van een gebied verviervoudigt. Baartmans: “We optimaliseren dus niet slechts één turbine, maar het hele windpark.”

Bij conventionele parken remmen de voorste turbines de wind voor de turbines erachter af. Een TouchWind-turbine daarentegen stuurt afgezwakte lucht naar beneden. De windmolen erachter kan vervolgens weer verse wind aanzuigen. Volgens simulaties kan dit tot wel 30 procent meer opbrengst opleveren.

Opschalen

Het huidige prototype waarmee TouchWind werkt, heeft een rotordiameter van 6 meter en levert zo’n 12 kilowatt aan energie. Maar er wordt al druk gezocht naar financiering voor veel grotere exemplaren. De komende jaren wil de startup opschalen naar turbines van 120 meter diameter en 3 tot 5 megawatt vermogen. Die wil het bedrijf onderbrengen in grootschalige drijvende windparken. Zónder de traditionele monopile-fundering, zoals we gewend zijn op de ondiepe Noordzee. “In Japan bijvoorbeeld – waar onze grootste investeerder zit – hebben de meeste gebieden alleen zeer diepe wateren. Daar zijn drijvende turbines essentieel”, zegt Baartmans. “Bovendien komen daar regelmatig orkanen voor. Onze turbines kunnen die aan.”

TouchWind hoopt binnen drie jaar een demonstratiepark op zee te hebben. Of dat in Europa of Japan zal zijn, is nog niet zeker. “De potentie is er sowieso”, zegt Baartmans. “We kunnen parken efficiënter, compacter én stormbestendiger maken. Dit is geen kleine innovatie, maar een nieuw paradigma in windenergie.”