Nederlandse daken liggen vol met zonnepanelen. Terecht, want het is een zeer rendabele investering. Maar, in deze donkere maanden heb je niet direct profijt van je zonepanelen. Met het opsteken van de wind lijkt een kleine windturbine een logische aanvulling. In theorie kun je met deze combinatie bijna het hele jaar door profiteren van zelf opgewekte en duurzame stroom. Maar is het plaatsen van een windturbine wel rendabel? En wat komt er allemaal bij kijken?
Terugleveren zonnestroom
Heb je zonnepanelen op het dak? Dan kun je wellicht al het hele jaar profiteren van duurzame zelf opgewekte stroom. Het overschot lever je in de zomermaanden terug aan het net. Met de huidige salderingsregels mag je dat vervolgens ‘gratis’ opmaken op momenten dat de zon niet schijnt, zoals in de avond of de donkere winterdagen. Heb je een fors overschot? Dan kun je zelfs overwegen je huis (deels) met stroom te verwarmen. Het is dus geen gek idee je dak vol te leggen.
Andere duurzame energie
Heb je geen zonnepanelen of leveren ze niet genoeg op? Dan kun je ook kijken naar andere vormen van duurzame energie die je zelf kunt opwekken. Windenergie lijkt dan een mooie aanvulling op je zonnepanelen. Eigenlijk voor alle momenten dat de zon niet schijnt. En hoewel er wat haken en ogen aan de aanschaf en installatie zitten, zijn ook voor de particulier volop windturbines te koop. Maar is het ook een zinvolle investering? En wat komt er allemaal bij kijken?
Soorten windturbines
Een windturbine werkt ongeacht vorm of grootte volgens hetzelfde principe: ze zetten de windenergie om in mechanische energie, wat vervolgens in elektriciteit wordt omgezet. Zie het als een soort omgekeerde ventilator of een door de wind aangedreven fietsdynamo. De term windmolen wordt ook vaak gebruikt. Strikt genomen wordt de mechanische energie in dat geval benut om bijvoorbeeld water weg te pompen of graan te vermalen, en dat is waarschijnlijk niet jouw doel! Grofweg kunnen we windturbines onderverdelen in modellen met horizontale en met verticale as.
Horizontale as
Het bekendst en populairst zijn windturbines waarvan de rotorbladen of ‘wieken’ om een horizontale as draaien. Meestal zijn er twee of drie bladen. Je komt ze in Nederland op talloze plekken tegen. Vooral op zee waar steeds meer windparken zullen verschijnen. Momenteel levert windenergie maar enkele procenten van het totale energieverbruik in Nederland op. Maar in 2050 moet álle gebruikte energie in Nederland uit duurzame bronnen komen. Windturbines zullen daar dus een groeiend aandeel in hebben. De grootste exemplaren bieden overigens ook veruit het beste rendement. De opbrengst neemt namelijk kwadratisch toe met de diameter van de rotor.
Verticale as
Er bestaan ook windturbines met verticale as. Een typisch voorbeeld is een turbine in de vorm van een wokkel, ook wel windwokkel genoemd. Deze windturbines zijn compacter, stiller en robuuster. Ze gaan langer mee en vragen minder onderhoud. Het maakt bij dit type ook niet uit vanaf welke kant de wind komt. Wel hebben ze een veel lager rendement. Je komt ze soms in woonwijken en op bedrijfsgebouwen tegen. Maar zulke windturbines zijn het meest in trek als duurzame generator op plekken waar geen andere energievoorziening is, zoals op boten, de camping, bij evenementen, op bouwplaatsen en off-shore.
Aanbod voor thuis
Bij het aanbod van windturbines voor thuis, we zullen ze miniwindturbines noemen, zie je dezelfde ontwerpen als hierboven genoemd, maar dan uiteraard kleiner. Windturbines met horizontale as vallen meestal al snel af. Ze zijn vaak te groot voor in een woonwijk. Ook maken ze relatief veel geluid en leveren ze gevaar op voor trekkende vogels. Zelfs de schaduw van de wieken wordt soms als vervelend ervaren. Het geeft namelijk een soort stroboscoopeffect.
Windturbines met verticale as zoals de windwokkel hebben minder nadelen. Ze zijn stiller (maar niet geluidloos) en ongevaarlijk voor vogels. Door de draairichting kunnen ze niet ‘grijpen’. Je kunt je er dus ook zelf niet aan bezeren. Wel zijn ze wat duurder in aanschaf en hebben ze een lager rendement. Ze kunnen op een betonnen dak worden geplaatst, op een paal of als vervanging van een vlaggenmast. Houd er bij plaatsing wel rekening mee dat niet alleen het geluid zelf voor hinder kan zorgen maar ook de vibraties door je dak heen!
Op onder andere AliExpress, Amazon, eBay en Conrad vind je uiteenlopende windturbines die je in principe zelf kunt plaatsen, in diverse vormen en afmetingen. De kleine turbines produceren zo’n 300 tot 600 watt en kosten vanaf enkele honderden euro’s. Grotere modellen produceren tot zo’n 6 kW maar kosten al snel enkele duizenden euro’s. Veel windturbines zijn bedoeld voor off-grid gebruik. Ze zorgen dat een accu via de wind kan worden opgeladen. Wil je stroom ook terugleveren of gebruiken voor apparaten op netstroom dan heb je (net als bij zonnepanelen) een omvormer nodig. Die verbruikt ook stroom waardoor al een deel van je opbrengst verloren gaat.
Claims vaak te optimistisch
Je kunt bij de aanschaf helaas niet altijd afgaan op claims van fabrikanten. De informatie is vaak schaars en claims over het te behalen rendement zijn meestal veel te optimistisch. Uit officiële testen blijkt de productie namelijk tot wel 15 keer lager dan werd vooropgesteld. Waar de producenten zelf de terugverdientijd ruwweg schatten op 20 jaar zal dat in de praktijk door de veel lagere opbrengst dus ook veel langer zijn. Gelet op de levensduur van ongeveer 20 jaar is de aanschaf daarom doorgaans niet rendabel. Recensies van gebruikers geven eigenlijk hetzelfde beeld: de resultaten van miniwindturbines zijn in de praktijk bedroevend. Dit heeft waarschijnlijk voor een groot deel óók met de locatie te maken.
Wind en locatie
De grootste oorzaak voor het meestal zeer tegenvallende rendement is dat het bij windturbines opgegeven vermogen alleen onder optimale omstandigheden wordt bereikt. Je bent sterk afhankelijk van de wind. Er is over het algemeen een gemiddelde windsterkte nodig van meer dan 3 m/s om alleen al te kunnen starten en soms al enige opbrengst te hebben. Liever heb je op de locatie een gemiddelde windsnelheid van 5,5 m/s zodat je er ook nog iets aan hebt. Veel windturbines halen dan evengoed maar een vijfde van het maximale vermogen.
Alleen in de roodgekleurde gebieden op de windkaart van het KNMI haal je de genoemde windsnelheden. Dat gaat zoals je op de hieronder getoonde windkaart kunt zien vooral om de kustprovincies. In de stad zijn gebouwen geschikt die minstens twintig meter hoog zijn of twee keer zo hoog als de gebouwen of bomen in de omgeving. Je hebt namelijk ook nog ‘onverstoorde’ wind nodig voor een goed rendement. Dat betekent dat de wind niet mag worden gehinderd door andere obstakels, zoals gebouwen of bomen.
Windverwachtingen
De bovengenoemde windkaart geeft je een grove indicatie van de windsnelheden die bereikt kunnen worden waar je woont. Als je naar Windfinder (https://nl.windfinder.com/) gaat kun je dit wat preciezer bepalen. Je ziet hier een interactieve kaart waarop je voor elke plek in Nederland kunt zien wat de huidige windsnelheid is en wat de verwachtingen zijn. Als je links op de schaal klikt kun je veranderen naar onder andere m/s, zodat je de windsnelheid in meter per seconde kunt aflezen. Als alternatief kun je ook de verwachtingen op bijvoorbeeld Windguru (https://www.windguru.cz/) of Buienradar (https://www.buienradar.nl/nederland/wind/) raadplegen.
Extra kosten
Met de aanschaf van een windturbine alleen ben je er nog niet. Er is aanvullende apparatuur nodig zoals een controller en laadregelaar met accu en eventueel ook een omvormer. Soms worden zulke extra’s bijgeleverd. Houd er ook rekening mee dat je in veel gevallen een omgevingsvergunning nodig hebt voor het plaatsen van een windturbine op het dak of in de tuin. Die kun je aanvragen bij je gemeente. Doe dat liefst voordat je tot aanschaf over gaat. Dergelijke aanvragen worden namelijk soms geweigerd, afhankelijk van het in de gemeente gevoerde beleid.
Onderhoudskosten
Naar je zonnepanelen hoef je zelden om te kijken. Hooguit zul je een keer de panelen schoon moeten maken. En als je pech hebt moet je na een jaar of tien een keer de omvormer vervangen. Bij windturbines is dat anders. De bewegende onderdelen van een windturbine zijn onderhevig aan slijtage en moet je dus onderhouden, bijvoorbeeld smeren, en af en toe zul je onderdelen moeten vervangen. Het mechanisme is bovendien gevoelig voor extreme omstandigheden, zoals hele harde wind maar ook hitte en kou.
Hoewel veel leveranciers hun windturbines onderhoudsvrij of onderhoudsarm noemen, is de praktijk vaak anders. Daarnaast hebben ook de omvormer en accu een beperkte levensduur. De omvormer zul je meestal na ongeveer tien jaar moeten vervangen.
Terugverdientijd
Diverse berekeningen laten zien dat je miniwindturbines zelden binnen de economische levensduur terug kunt verdienen, zelfs bij een optimale opbrengst. Daarvoor zijn ze te duur in aanschaf en onderhoud. En je krijgt er te weinig voor terug, als je naar de opwek kijkt. Waar enorme windturbines stroom voor ongeveer 8,8 cent per kWh kunnen produceren ligt dat bij miniwindturbines eerder rond 25 tot 35 cent per kWh. Als je echter alle kosten en baten meeneemt over de levensduur van de windturbine zou je meestal boven 50 cent per kWh uitkomen.
Een teken aan de wand voor wat betreft de aantrekkelijkheid van windenergie is dat maar weinig mensen voor een windturbine kiezen. Bij je buren of bij boeren in de buurt is dat beeld waarschijnlijk hetzelfde. Terwijl juist boeren vaak wel alle ruimte voor windturbines hebben en over een groot open terrein beschikken. Ook kunnen ze meestal eenvoudiger aan een vergunning komen. Ondertussen leggen veel boeren wel hun daken vol met zonnepanelen. Of ze bouwen zelfs hele zonneparken op vrije landbouwgrond.
Voor het milieu
Eventueel zou je uit milieuoverwegingen en niet om economische redenen voor een windturbine kunnen kiezen. Een windturbine geeft echter pas milieuwinst als deze meer uitstoot voorkomt dan er bij de bouw van de windturbine en afvalverwerking ontstaat. Dat lijkt gelet op bovenstaande niet realistisch! Je kunt je waarschijnlijk beter aansluiten bij een lokaal energie-initiatief of mede-eigenaar worden van een windmolenpark. Daar worden wel heel rendabele windturbines gebruikt.
Natuurlijk kun je elk plekje op je dak proberen te benutten voor zonnepanelen. Dat is wél een investering die het milieu ontlast. En het is óók met een dak op het oosten of westen vaak de moeite waard. De opbrengst ligt dan tot zo’n 20 procent lager, afhankelijk van de hellingshoek van het dak. Heb je al zuidelijk gerichte panelen? Dan zou je een oost-west opstelling kunnen gebruiken om je opbrengst wat beter over de dag te spreiden. Zeker als de salderingsregeling gaat veranderen is dat aantrekkelijk.
Ontwikkelingen
Bij zonnepanelen verbetert elk jaar het rendement met iets minder dan één procent. Al neemt de toename van het rendement wel langzaam af, door technologische beperkingen van het gebruikte materiaal (silicium). Bij windturbines staan de ontwikkelingen uiteraard ook niet helemaal stil. Maar ondanks vaak mooie marketingtaal mag je geen wonderen verwachten van de nieuwste modellen. Behalve door de ontwerpeigenschappen van windturbines wordt de maximale opbrengst namelijk ook begrensd door de energiewet van Betz.
