Menu

Energiebalans: de Archimedes windmolens

zaterdag 4 augustus 2012
Het Duurzaam Jacht vaart volledig energieneutraal. Alles wordt gedaan met elektriciteit die op het schip wordt gewonnen. Wij maken een beschrijving van het hele energiehuishouden. We volgen daarbij stroom, dus we starten met het beschrijven van de opwekking, dan gaan we naar de opslag en de convertering in de juiste stroom. En tenslotte het verbruik, zoals de motoren, de navigatie, het koken en de verlichting, en hoe we ermee omgaan om in balans te blijven. Er zijn drie ‘opwekkers’: de windmolens, de zonnepanelen en de schroeven onderwater.  In dit eerste artikel beginnen we met de Archimedes windmolens.

De Archimedes windmolen, die als urban windmill in de markt wordt gezet, lijkt ideaal voor jachten, omdat hij veel windenergie weet om te zetten in elektrische energie. Hij is dus efficiënt. De windmolen kan lichter worden gebouwd dan de meeste. Dat is voordelig voor de stabiliteit, dus is minder massa onderin het schip als contragewicht nodig en durven we ook een klein exemplaar in de grote mast te zetten. Deze molen wordt heel effectief, want een zeiler weet: de wind zit boven. Het plaatje van de wind gradiënt laat dat goed zien.

Dit is ook een van de redenen waarom er een kleine achtermast staat. Dit is niet meer dan een apparatenpaal (Er kan ook een zeiltje op, maar die in de zeilberekening nog niet eens is meegenomen.) De wind in een omgeving zoals een haven, wordt gebroken tot zo’n 5 a 6 meter. Daarboven neemt de windsnelheid sterk toe. Dus is deze ‘windmast’ hoger dan 6 meter. De molen die erop staat is een stuk groter en heeft een piekvermogen van 400 Watt.

De Archimedes windmolen is een nieuwe uitvinding. Hij wordt december dit jaar geproduceerd in Zuid-Korea. Tegelijkertijd wordt gestart met het ontwerp van de jachtversies, waarvan het Duurzaam Jacht de eerste exemplaren op de masten zal hebben.

Zorgpunt bij een windmolen is altijd het geluid. Hiernaar is onderzoek verricht. Berekeningen wijzen uit dat de molen geluidsarm is. Dit komt vooral doordat ten opzicht van de conventionele ‘wieken-molen’ dat de grootste snelheid (de tipsnelheid) van de Archimedes kleiner zal zijn bij gelijke opbrengst. Ander voordeel van deze molen is dat er met de lage windsnelheden, die bij ons in het zeilseizoen het meest voorkomen, er al wat meer opbrengst zal zijn.

Er is nog een fenomeen dat aandacht verdient. Een zeiljacht wil wel eens gaan ‘rollen’. Zit je op de boot zelf, dan is de beweging klein. Maar de mast zal bovenin flink kunnen zwaaien, als een vaandel  van een vendelzwaaier. Telkens als de richting verandert, verandert ook de windrichting daar ter plaatse en moet de windmolen zich omdraaien. Dat doet hij niet zomaar. De technische term hiervoor is de gyroscopische kracht. Vooral windmolens met lange wieken passen zich traag aan de nieuwe windrichting aan. Ze draaien dus minder, dus genereren minder stroom. Maar zij houden wel de windweerstand! Op de Archimedes windmolen, met zijn kleine diameter en lichte constructie, is de gyroscopische kracht kleiner en zal deze molen zich veel sneller met de windrichting mee kunnen draaien. De molen zal dus minder stilvallen en meer elektriciteit kunnen produceren.

In de energiebalans staan de twee windmolens genoemd die aan boord van het Duurzaam Jacht komen. De kleine in de grote mast  heeft een maximum vermogen van 100 Watt en de grote windmolen op de lage mast 400 Watt piek. De piekvermogens zeggen weinig. Schone Golf heeft een jaar gemeten met een conventionele windmolen van 400 Wp die net boven de bebouwing uit kwam. Daarvan bleek het gemiddelde vermogen 45 Watt. Dit is zo’n 10% van het piekvermogen en dat lijkt erg weinig. De oorzaak is dat het eigenlijk weinig waait met een windsnelheid groter dan 10 knopen (windkracht 4), waarin de molen echt wat gaat leveren. Nu zal de Archimedes  molen met deze wind waarschijnlijk meer opbrengen, maar we houden het in het Duurzaam Jacht project conservatief, op basis van reeds bestaande en bewezen technologie.

Eerder zeiden we al dat het hogerop wel goed waait. De windmolen in de grote mast zal daarom continu wel voldoende wind hebben en dus veel meer effectieve draaiuren maken. Wel is deze veel kleiner. Hier schatten we het gemiddelde in op 30 Watt. In de energiebalans staat dus het volgende:

De windmolens zullen in vergelijking met de zonnepanelen en de schroeven, de kleinste leveranciers zijn. Maar het prettige is dat ze mooi complementeren met de schroeven en met de zonnepanelen. Als de zon lang niet schijnt, kunnen ze een zeer welkome aanvulling zijn om de batterijen bij te vullen.

Reacties

  • Thom Blommhoeve24 December 2012, 10:49
    Goede uitvinding, ik snap de truc (constructie van den Archimedes) Goede vondst !
  • Joost de Graaff24 December 2012, 10:51
    En als ik nu een klein privé eiland in de Northern Abbaco's van stroom wil voorzien gaan we dan met deze machines werken of toch zonnepanelen….?
  • Adrie Kooijman25 December 2012, 10:52
    Als de molen veel energie uit de wind haalt is dat moeilijk te rijmen met het 'soepeltjes' meezwaaien met de mast.
    Archimedes doet erg geheimzinnig over de opbrengst van zijn molens: logisch want er zit maar een beperkte hoeveelheid energie in een vierkante meter wind(oppervlak), en een efficiente conventionele molen haalt daar al een behoorlijk percentage uit.
    Archimedes start bij lage snelheden, dat is gunstiger, maar ik ben toch nieuwsgierig hoe veel meer de molen opbrengt in vergelijking met een goede conventionele molen.
    Gaat 'duurzaamjacht' ook publiceren hoe de performance van alle high-tech oplossingen zich in de praktijk bewijst?
  • J. Peter Hoefnagels28 December 2012, 10:55
    Beste Adrie
    Over de opbrengst van de Archimedes kan ik je updaten. De Archimedes kon in windtunnelproeven 30% van de windenergie omzetten in elektrische energie. Er staat een (voor de meesten te ingewikkeld) artikel op http://www.dearchimedes.com. Een conventionele’wiekenmolen’ haalt voor zover ik ze ken, de 20% nog niet.
    Reken maar dat wij ook publiceren hoe de performance zich in de praktijk bewijst. Trouwens, zo high tech zijn we niet. we zoeken alleen de beste producten uit de markt, dus iedereen zou het moeten kunnen (na) doen.
  • Raymond Sneek25 August 2013, 11:45
    Heren geweldig. Ik ben klaar voor de verkoop van deze duurzame producten. Met een franchise concept voor "Groen winkels". De archimedes is bereikbaar voor iedereen.
  • herman13 June 2014, 11:53
    Op de site van argimedes staat dat het rendement 5 tot 8 keer hoger is dan van een normale wind turbine. Dit is onmogelijk. Maximaal theoretisch haalbaar is 60%. Een normale wind turbine heeft een rendement van 20 tot 30 %. Dat zou dus betekenen dat de argimedes molen meer dan 100% rendement moet hebben. Dit maakt het geheel wel onbetrouwbaar.
  • Peter Hoefnagels13 June 2014, 11:54
    Beste Herman,
    De maritieme windmolens die ik ken halen rendementen van onder de 20%. Zeg 18%. Dus 5 tot 8 keer is inderdaad onjuist. Ik heb gezocht daar, maar kan het niet vinden. Heb je een link? Dan stuur ik ze de Archimedes een correctie.
    Nu we toch in de cijfers zijn, volgens de wet van Bentz is 59% haalbaar, niet 60%.
    groet
    Peter
  • cees van der male19 June 2014, 11:54
    Mijne heren,
    Ik had graag meer informatie over de aanleg van Uw windmolens.
    Met vriendelijke groeten Cees van der Male.
    P>S> U zou mij in mei dit jaar al informatie sturen!
  • Peter Hoefnagels13 July 2014, 11:55
    Beste Cees,
    Er is nu al grotere, een 150 cm doorsnede windmolen te koop, bedoeld voor op gebouwen of andere plaatsen op de wal. Zie daarvoor http://www.dearchimedes.nl. De eerste maritieme Archimedes windmolen, het prototype, komt op Duurzaam Jacht. Die zal dan getest worden en wil je die kopen of (laten) installeren, heb dan nog ongeveer een jaar of iets langer geduld. Je zult vanzelf op onze site kunnen lezen hoe deze bevalt.
    groet
    Peter Hoefnagels
  • Raymond Audenaert10 February 2015, 13:35
    Wacht ongeduldig de resultaten van de mwritieme versie van archimedes windmolen af. Wil een zomerseizoen rond zeilen en daarbij zo weinig mogelijk havens aanlopen. Wat mij verder ook sterk interesseert is hoe men de resultaten van dit duurzaam jacht kan " vertalen" naar een reeds bestaand jacht, zonder hoge kosten. Ik heb zelf een Dehler 34 Optima 106 bouwjaar 1987 die uitstekend zeilt en voldoet aan mijn noden. Plannen jullie later ook advies te geven over hoe bestaande jachten kunnen aangepast worden aan het concept van het duurzaam jacht?
  • Peter Hoefnagels1 December 2015, 15:45
    Beste Raymond,
    Graag geven we advies.Kijk eerst onder 'energiebalans' en artikelen op de site. We geven gratis advies als we zijn uitgenodigd op de Hiswa. En anders komen we langs.

Reageer ook op dit artikel

(wordt niet op de website getoond)

Waar is Duurzaam Jacht?

Klik hier om te kijken waar Duurzaam Jacht is!

Klik op de kaart en lees elke dag wat de "Ya" meemaakt.

Volg op de kaart

Blijf op de hoogte van het nieuws over Duurzaam Jacht

Meld je nu aan voor de nieuwsbrief!

Bekijk het Duurzaam Jacht

Duurzaam Jacht - uitsnede

Alle details van Duurzaam Jacht op een prachtige klikplaat!

Bekijken
Het Duurzaam Jacht wordt mede mogelijk gemaakt door: