modulAIR, een zelfvoorzienende drijvende woning ... - Eat My House

De verkregen waarden zijn alleen geldig voor een twee dimensionaal
profiel. In het driedimensionale geval zal de effectieve snelheidverhoging
aanzienlijk lager liggen.
De effectieve waarde zal bij een invalshoek tussen de 15 en 25 graden
ergens tussen de -1.5 en -2 liggen. Nauwkeurige 3D simulaties moeten
uitwijzen wat de preciese waarde is. Voor de verdere berekeningen wordt
uitgegeaan van de pessimistische schatting van een Cp van -1.5. Dit komt
overeen met een snelheidsverhoging van 60%. Figuur 4 laat zien wat de
impact is op de opgewekte energie op jaarbasis.
Opgewekt op jaarbasis [kWh]
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Effect door locaal versnellen
0 2 4 6
Windsnelheid (m/s)
Zonder
versnelling
Met
versnelling
door vleugel
Met
versnelling
met correctie
jaarlijkse
behoefte
Figuur 4: Effect van het locaal versnellen van de luchtstroom
De blauwe lijn laat zien wat de donQi windturbine zou opwekken in een
vrij veld. De rode geeft aan wat diezelfde turbine op kan wekken in de
versnelde luchtstroom aan de buitenzijde van het huis.
Inschatting van windsnelheid op de locatie
Om een zinvolle berekening te maken van de uiteindelijke
energieopwekking van de windturbine moet een inschatting van de
gemiddelde windsnelheid in de omgeving van het huis gemaakt worden.
Data van de luchthaven schiphol geeft een gemiddelde snelheid op
jaarbasis van 6 m/s aan. Deze waarneming gebeurt op 10m hoogte en in
niet gebebouwd gebied. De turbine zit op 4m hoogte. Gebaseerd op de
NEN- 6702 norm is de snelheid op 4m 85% van die op 10m. Afhankelijk
van de locatie van de woning zal er nog een verlies van snelheid vanwege
de bebouwde omgeving zijn. In onderstaande berekening gaan we uit van
20% snelheidsverlies. De gemiddelde snelheid op jaarbasis wordt dan 4.0
m/s.
Windrichting
De versnelling van de luchtstroom werkt alleen voor bepaalde
windrichtingen aangezien de ‘versnellingsfactor’ Cp afhankelijk is van de
invalshoek. De optimale werking ligt tussen de 10 en 25 graden
invalshoek (zie fig. 3). Buiten dit bereik is de versnelling aanzienlijk lager
en voor invalshoeken tussen de 90 en 270 graden zal de turbine
nauwelijks iets opleveren. Door maandelijks de orientatie van het huis af
te stellen op de verwachte dominante windrichting moet de turbine
gemiddeld zo’n 75% van de tijd in de versnelde luchtstroom kunnen staan
(gebaseerd op winddistributie grafieken van www.windfinder.com). De
groene lijn in figuur 4 laat de verwachte opbrengst op jaarbasis zien met
de correctie voor de invalshoek
De verwachtte jaarlijkse opbrengst is 2650 kWh, iets meer dan 70% van
de totale elektriciteitsvraag.
21