Windturbine heeft zijn eigen waterreservoir

Het klinkt als een gouden idee: zet een windturbine in een waterreservoir, en hij kan zelf de te veel geproduceerde elektriciteit opslaan en weer vrijgeven als er geen wind is. In het Zuid-Duitse Gaildorf is zo’n natuurstroomopslagsysteem in aanbouw.

Met zo'n reservoir los je een grote makke van hernieuwbare energie uit wind en zon op: ze leveren niet constant. Er zijn perioden dat het hard waait maar er weinig stroomvraag is, en omgekeerd. De oplossing: zorg dat je die overtollige energie bij harde wind kan opslaan als buffer voor perioden wanneer het niet of nauwelijks waait.

Wereldwijd wordt hard aan oplossingen gewerkt, en dat is meestal heel grootschalig. Het Duitse bedrijf Naturstromspeicher introduceert nu een veel kleinschaliger systeem. De sokkel waarin een windturbine wordt neergezet doet ook dienst als waterreservoir. Het zijn vier grote windturbines van elk 5 MW, die op de heuvels rond het 12.000 inwoners tellende dorp staan. In het 200 m lager gelegen dal is een kunstmatig meer aangelegd. Tussen de hoger gelegen reservoirs van de winturbines en het lager gelegen meer zit een pompgenerator.

Opslag in de holle mast

Is er een te veel aan stroom, dan wordt die door de pomp gebruikt om water uit het kunstmeer naar de reservoirs te pompen. Is er te weinig wind, dan valt het water naar beneden en drijft het een generator aan.

De reservoirs van de windturbine hebben elk een capaciteit van zo’n 40.000 m³. Een deel van het water zit in de toch al holle turbinemast en komt tot 40 m hoog, het betonnen reservoir in de voet is 13 m hoog. De pompgenerator kan een vermogen van 16 MW leveren.

Flexibel

De verwachting is dat de turbines gezamenlijk 44 GWh aan stroom zullen leveren en het opslagsysteem kan 70 MWh opslaan. Het is dus alleen geschikt om dagfluctuaties op te vangen; voor bijvoorbeeld seizoensopslag werkt het niet. Volgens ir. Alexander Schechner is de grote flexibiliteit van het opslagsysteem een belangrijk voordeel. ‘We kunnen heel goed inspelen op fluctuaties op de stroommarkt en ons aanbod per seconde aanpassen’, zo verklaarde hij in de Duitse ingenieurskrant VDI Nachrichten.

Kosten verdubbelen

Uiteraard zijn er wel kosten voor het opslagsysteem. Schechner schat die op 3 tot 5 eurocent/kWh. Daar staat tegenover dat van de opwekte windstroom een veel groter deel kan worden benut dan zonder het opslagsysteem. ‘Tegenover de verdubbeling van de investeringskosten van het gehele project staat een verdubbeling van de stroomopbrengst.’ De totale kosten van het project zijn begroot op 70 miljoen euro.

Eerder dit jaar is met de bouw van het project begonnen, verwacht wordt dat het energiesysteem volgend jaar in bedrijf gaat. Het systeem is vooral geschikt voor gebieden als rond het dorp Gaildorf: niet te dicht bevolkt, met heuvels en dalen. Het is denkbaar dat er in Nederland in Limburg plek voor is.

Andere vormen van opslag

Er wordt ook gewerkt aan andere manieren om windstroom te koppelen aan opslag. Grootschalig gebeurt dat tussen Denemarken en Noorwegen: heeft Denemarken te veel windstroom, dan gaat die via een grote kabel naar Noorwegen om het waterpeil in de vele opslagmeren in dat land omhoog te pompen. Heeft Denemarken extra stroom nodig, dan levert Noorwegen die met waterkracht. Daarnaast wordt gewerkt aan omzetting van overtollige windstroom in een andere energiedrager, bijvoorbeeld waterstofgas of ammoniak. In Duitsland zijn er al proefinstallaties, in Nederland komen die rond het energie- en chemiecomplex rond de Eemshaven (Lees 'Nuon gaat stoken op ammoniak', 'Groene waterstofproductie in Mainz' en 'Chemische warmteopslag in zonnecentrale').

Ooit was er het 'idee Lievense' om in het Markermeer een grootschalige energiereservoir te creëren, maar dat reservoir zou dan ontzettend hoog moeten worden. Dat vond men onrealistisch en mogelijk gevaarlijk (een breuk in de reservoirmuur zou Noord-Holland onder water zetten), waardoor het er nooit van kwam.