Windkracht is aanwezig in de hernieuwbare energie-industrie als een van de meest natuurlijke, goedkope en betrouwbare bronnen van energie. Windenergie is een van de eerste bronnen van hernieuwbare energie en biedt ook iets minder beperkingen dan andere schone energiebronnen.
Verenigd Koninkrijk, Denemarken, Duitsland, Zweden en Nederland waren tot het laatste decennium de pioniers op het gebied van windenergieopwekking. Nu meer landen zoals de VS de voordelen van deze technologie overwegen, heeft de wereldwindmarkt in het huidige jaar een geïnstalleerd vermogen van 650,8 GW, waarvan 9,17% vorig jaar.
Nu, bij het overwegen van windenergie, is er één vraag die in je opkomt: Wat is beter? Windenergie op land of op zee? Het is belangrijk om te beslissen welke de beste kosteneffectieve prestaties levert voor elke specifieke locatie. Voor windenergie aan land zijn turbines nodig die op het land worden geïnstalleerd en de wind benutten om stroom op te wekken, terwijl voor offshore-energie windmolenparken boven open zeewater moeten worden geïnstalleerd om te profiteren van de snellere wind voor het opwekken van stroom.
Snel navigeren
Gelijkenissen tussen windenergie aan land en op zee
Windenergieopwekking aan land en op zee behoren tot de meest prominente technologieën om schone energie te leveren aan de VS. Beide energiebronnen verminderen de koolstofvoetafdruk en leveren schone en hernieuwbare energie voor het elektriciteitsnet.
Ondanks het feit dat offshore-windturbines groter zijn dan turbines aan land, hebben ze allebei hetzelfde mechanische principe om windenergie op te wekken. In beide gevallen bestaan de turbines uit rotorbladen die rond een horizontale naaf draaien. Het passeren van de wind door het blad brengt een liftbeweging op gang die een roterende kracht oplevert die in een complex proces wordt gebruikt door een asynchrone generator die uiteindelijk energie opwekt.
Windmolenparken op zee kosten meer door installatiematerialen en andere factoren, maar de materialen die in beide turbines worden gebruikt zijn in principe hetzelfde, waarbij offshore-turbines kleine variaties nodig hebben om veiligheid te bieden bij hogere windsnelheden. Onshore en offshore technologieën zouden potentieel dezelfde energie kunnen leveren, als twee turbines van vergelijkbare grootte aan dezelfde windsnelheden zouden worden blootgesteld, waarbij het verschil in output-energie bijna nihil zou zijn.
Verschillen tussen windenergie op land en op zee
Zelfs als de opwekking van windenergie op land en op zee een aantal overeenkomsten hebben, zoals het gebruik van wind om energie te leveren, hebben deze ook een aantal ongelijkheden. Het meest in het oog springende verschil tussen onshore en offshore windenergie is de plaats waar de turbines moeten worden geïnstalleerd. Windparken op het vasteland kunnen op land worden geplaatst, terwijl windparken op zee in grote watermassa’s worden geïnstalleerd.
Omdat windparken op het vasteland worden geïnstalleerd, kunnen de kosten veel lager zijn dan de andere optie. Offshore-windmolenparken vereisen platforms, onderzeese kabels, interconnectie en andere factoren die de installatiekosten verhogen; voor het onderhoud van deze parken is ook vervoer van werknemers per helikopter of schip nodig.
De opwekking van windenergie aan land kan iets minder voorspelbaar zijn dan offshore. Om onshore parken goed te installeren en schone energie op te wekken, is er een vereiste studie van het terrein en de windstromingen die moet worden uitgevoerd. Offshore parken genieten van een minder storende inconsistentie als gevolg van constante winden met hogere snelheden, wat zorgt voor een meer betrouwbare en efficiënte stroomopwekking.
Onshore Wind Review
Costs
Windenergie op land is vrij goedkoop. Benodigde materialen voor de installatie en extra infrastructuur voor energietransmissie zorgen voor lagere kosten dan offshore parken. Tegen 2020 kunnen de prijzen voor onshore-windenergie oplopen tot 20 $/MWh. Volgens ramingen zullen de energiekosten in 2030 nog lager liggen aangezien er dan drie keer zoveel windparken op land kunnen zijn geïnstalleerd als in 2018.
Ruimtebeslag
Een nadeel van windparken op land is dat ze ruimtebeslag op het land vergen om te worden geïnstalleerd en schone energie te leveren. Om te zorgen voor een ononderbroken luchtstroom die stroomopwekking mogelijk maakt, moeten windturbines op het land zich op een afstand van minimaal 150 m van obstakels bevinden en moet de afstand tussen turbine en turbine zeven keer zo groot zijn als de diameter van de rotor.
Voordelen
Windmolen op land is een van de populairste opties voor hernieuwbare energie. De technologie biedt veel voordelen door de aard van de windenergieopwekking en in vergelijking met offshore windenergie.
- Het biedt lagere installatiekosten. In sommige gevallen kan de terugverdientijd van de investering oplopen tot twee jaar.
- De opgewekte energie kan gemakkelijk aan het net worden gekoppeld.
- Meer bedrijven zijn gespecialiseerd in de installatie van parken op het vasteland.
- De onderhoudskosten kunnen vrij laag zijn.
Voordelen
Niet alles kan helemaal goed zijn, dus windparken op het vasteland hebben ook enkele nadelen.
- Windmolenparken op land vereisen een zorgvuldiger analyse van de windstroming en -snelheden dan offshore wind, om zonder onderbreking een hoogrenderende opwekking te kunnen leveren.
- Potentiële ruimte kan beperkter zijn door de kosten van het terrein en mogelijke stadsuitbreidingen.
- Ontevredenheid bij de bevolking door visuele en geluidsoverlast van windparken op land in de nabijheid van woongebieden kan vrij groot zijn.
Offshore Wind Review
Kosten
De kosten voor offshore-windinstallaties kunnen 20% hoger liggen dan op het vasteland door de infrastructuur voor energietransmissie, de extra benodigde materialen en andere technische uitdagingen. In 2019 zijn de kosten voor offshore-windenergie met 32% gedaald ten opzichte van 2018, waarbij de opwekkingskosten worden geraamd op 78 $/MWh. Tegen het jaar 2038 zou windenergie op zee volgens de ramingen al even goedkoop kunnen zijn als fossiele brandstof.
Ruimtebehoefte
Offshore windenergieopwekking levert geen uitdaging op wat betreft de ruimte die nodig is voor de installatie van windparken. De minimaal vereiste afstand voor offshore-parken is ten minste 200 zeemijlen van de kust en 50 voet diep in de oceaanbodem. De vermogensdichtheid voor offshore turbines schommelt rond 1, waarbij 2 vereist is voor een turbine van 2 MW.
Voordelen
Windmolenparken op het land lijken de leidende trend te zijn in de huidige tijd, maar offshore windmolenparken bieden enkele competente voordelen ten opzichte van zijn tegenhanger.
- Installaties zijn geschikter voor grotere gebieden, en bieden daarom mogelijkheden voor grote projecten voor de opwekking van hernieuwbare energie.
- Offshore windparken hebben een hoger potentieel voor energieopwekking als gevolg van snellere en meer constante winden, die ook energie leveren in een stabieler tempo.
- Er zijn geen nadelen van visuele of geluidsoverlast zoals die worden veroorzaakt door onshore windparken.
- Offshore windturbines kunnen twee tot drie keer groter zijn dan onshore opties, omdat geluidsoverlast niet hinderlijk is. Deze grotere omvang zorgt voor een hogere stroomopwekking en meer efficiëntie voor de kosten van materialen.
- Er is geen interferentie met landterreinen, waardoor slimmer ruimtegebruik mogelijk is in dichtbevolkte gebieden.
Voordelen
Windmolenparken op zee bieden veel voordelen, zoals lagere kosten voor de volksgezondheid en schone hernieuwbare energie. Er zijn echter enkele nadelen aan de technologie.
- Hogere kosten voor installatie en stroomtransmissie betreffende windenergie op land.
- Onderwaterlawaai en turbines kunnen de fauna boven water beïnvloeden en daarbij trekvogels doden.
- Windmolenparken op zee vergen na verloop van tijd onderhoud dat moeilijker uit te voeren en duurder is.
- De hersteltijd van de energie na een storing kan langer zijn dan bij windmolenparken op het vasteland.
Conclusie: Onshore vs Offshore Wind, Welke is het beste?
Windenergie op land is een veel betere keuze dan offshore, gezien de werkelijke kosten van opwekking en installatie. De investeringen in offshore-windenergie zijn sinds 2008 echter sterk toegenomen, wat een windscenario voor 2030 oplevert dat de onshore-technologieën overtreft en de potentiële geïnstalleerde capaciteit in Europa doet toenemen tot 70GW.
Ondanks het feit dat windenergieopwekking aan land in 2020 veel goedkoper is dan offshore, is het niet de definitieve optie, aangezien er ook veel nadelen aan verbonden zijn. Er zijn visuele en geluidsoverlast, lage windbetrouwbaarheid en hoge kosten voor landruimte. Offshore windenergieopwekking overtreft onshore technologie in veel opzichten, en zorgt voor een hernieuwbare energiekeuze die vervuiling vermijdt en zorgt voor een constante hoge productie dankzij offshore winden.
Hoewel de trendbalans in 2020 misschien doorslaat naar onshore wind, zal dat in de toekomst misschien niet meer zo zijn. Er wordt steeds meer geïnvesteerd in offshore-windmolenparken en de kosten zullen laag genoeg worden om in de toekomst zelfs goedkoper te worden dan opwekking met fossiele brandstoffen en gas. Offshore-windenergie is vandaag misschien nog duur, maar het is de meest veelbelovende optie voor de toekomst van de wereldwindmarkt.