Hoe werkt een windmolen?

'Kijk een stroommolen!’ Dat roept mijn dochter als ze een lange mast met grote wieken ziet. Van het woord ‘windmolen’ heeft ze blijkbaar nog nooit gehoord. En van het officiële woord ‘windturbine’ al helemaal niet. Als ze vraagt: ‘Maar hoe maakt hij nou stroom?’, haal ik eens diep adem.

In het kort? Een windmolen werkt net als het licht van een fiets

Het is geen wetenschappelijke benadering, maar heel kort uitgelegd werkt het zo: 

1. De wind blaast tegen de wieken
2. De wieken gaan draaien
3. Draaien, dat is een beweging
4. Beweging is een bron van energie
5. Een generator zet de bewegingsenergie om in stroom (elektriciteit)

Vergelijk het met de dynamo van een fiets. Het wiel draait. Hierdoor draait het wieltje op de dynamo. De dynamo zet de beweging om in elektriciteit en zo brandt het licht. Een windmolen werkt net zo, maar dan veel groter.

Waait hij niet om?

Hoe hoger de windmolen, hoe meer stroom hij kan opwekken. Windmolens zijn meestal 100 meter hoog. De wieken zijn 44 meter lang. De windmolen, of windturbine, moet daarom stevig en stabiel zijn, maar ook flexibel. De mast is gemaakt van een soort beweegbaar staal. Zo blijft de molen in alle soorten weersomstandigheden staan. Hij waait dus niet zomaar om. De wieken zijn juist heel erg licht en heel sterk. Ze zijn gemaakt van een kunststof die onder andere versterkt is met koolstofvezel. Het stuk tussen de mast en de wieken heet de gondel. De gondel is ook weer van beweegbaar staal gemaakt. In de gondel zit alle techniek.

De rotor: het puntje van de windturbine

Dat grappige puntje aan de voorkant van elke windturbine is de rotor. De rotor is zegmaar de neus van de windmolen die altijd in de wind staat. De wieken draaien door de wind. Als de wieken draaien, draait de rotor. Deze beweging wordt omgezet in schone elektriciteit. Meestal komen er 3 wieken bij elkaar in de rotor. Officieel heten de wieken dan ook rotorbladen.

Alle techniek zit in de gondel

De gondel zit boven de mast en is de plek waar alle techniek zit. In de gondel zit een generator. De generator is een grote dynamo die de draaiende beweging omzet in elektriciteit. Om de draaiende beweging sneller te maken, zit in de gondel zit ook een tandwielkast. De tandwielen laten, samen met een stang, de rotor sneller draaien. Zo wordt er meer stroom opgewekt.

Hoe komt de stroom bij ons thuis?

De elektriciteit van de generator is nog niet geschikt om het elektriciteitsnet op te gaan. De spanning is te laag. Bovendien verandert de frequentie van de stroom steeds met de windsnelheid. Daarom is de generator weer aangesloten op een transformator. De transformator zet de laagspanning uit de generator om in hoogspanning, met een frequentie die past bij het elektriciteitsnet. Zo kan de stroom uit de windturbine bij ons uit het stopcontact komen.

Groene stroom met windenergie

Een windmolen levert genoeg energie om 3000 huishoudens een jaar lang van stroom te voorzien. Kies je voor groene stroom, dan zit daar vaak energie van windmolens bij. Op het stroometiket kun je dat nalezen.

Drie leuke weetjes over windmolens

Het ideale aantal wieken

Oudere windturbines hadden 2 wieken. Maar met 3 wieken produceert een windmolen meer stroom. Voor de omgeving is het ook een rustiger gezicht. Bij 4 wieken zitten de bladen in hun eigen luchtwerveling, dus dat is net te veel. Drie wieken of bladen is precies genoeg. 

Altijd met de neus in de wind

De wind waait vanuit verschillende richtingen. Een windvaan boven op de molen meet uit welke richting de wind komt. Een motor, de kruimotor, draait de gondel precies met de wieken naar de wind. Pitch-motoren draaien de wieken zelf in of uit de wind. Zo profiteert de windturbine steeds van de windsnelheid en windrichting.

Starten en stoppen van de windturbine

Meestal begint een windturbine bij 12 kilometer per uur te draaien en vaak stopt ze, uit veiligheid, bij windsnelheden van zo’n 90 kilometer per uur. Zo komt het dat windmolens vaak stilstaan als het heel hard waait. Op een windturbine zit een windmeter die de windsnelheid doorgeeft aan een controller. De controller kan de windturbine aan- en uitzetten. In noodgevallen kan een rem op de rotor de windturbine stoppen.