Home » Overschakelen op duurzame energie » Deel 4: Getij-energie

biobrandstoffenaardwarmtebiogas uit gewassenbiomassawind op landzonnepanelenzonnecollectorenwind op zee

Er zijn twee manieren om energie te onttrekken aan getijstromen: door een estuarium af te sluiten met een dam met turbines, en door losstaande turbines in een getijstroom te plaatsen, zogenoemde free flow turbines. Dat de eerste manier grootschalig mogelijk is, bewijst de Franse getijcentrale bij Saint Malo in Bretagne, die een elektrisch vermogen van 240 MW heeft. De centrale levert sinds 1966 gemiddeld 60 MW, waarmee de load factor, de verhouding tussen gemiddeld en nominaal vermogen, 25 % is.

Kennisinstituut Deltares doet in het rapport Water als bron van duurzame energie een grove schatting van het potentieel van getijcentrales in de Nederlandse kust. Volgens Deltares is er theoretisch 1.900 km2 van het Nederlandse wateroppervlak onder invloed van het getij of onder invloed van het getij te brengen. Met turbines in Haringvliet, Grevelingenmeer, Lauwersmeer en Oosterschelde is de potentie 4 PJ, 184 Wh/p•d (0,2 kWh/p•d) of 0,1 % van de Nederlandse energiebehoefte van 185 kWh/p•d.

Het vermogen van een van turbine in een getijturbinepark berekenen we op dezelfde manier als die van een windturbine: omzettingsrendement * pi/8 d2 ro v3 [W/m2] rotoroppervlak (zie deel 2). Alleen de opstelling van turbines in een getijturbinepark is anders. Tocardo, een bedrijf dat waterturbines ontwikkelt, verwacht dat waterturbines het beste in rijen kunnen worden opgesteld. De afstand binnen een rij hoeft maar 1,5 keer de rotordiameter te zijn en de afstand tussen de rijen moet tien tot dertig keer de rotordiameter zijn. Laten we optimistisch kiezen voor de ondergrens van tien keer de rotordiameter. Dan is het benodigde zeeoppervlak voor één turbine in een park 1,5 d bij 10 d ofwel 15 d2. Delen we de bovenstaande formule door 15 d2, dan is het vermogen van een waterturbine omzettingsrendement * pi/120 ro v3 [W/m2]. Nemen we voor een waterturbine hetzelfde omzettingsrendement als voor een windturbine (50 %), dan is het vermogen pi/240 ro v3 [W/m2] zeeoppervlak.

De dichtheid ro van zeewater is 1.025 kg/m3. De gemiddelde watersnelheid is moeilijk te bepalen; volgens de Stroomatlas van de Meetadviesdienst van Rijkswaterstaat stroomt het boven de Waddenzee bij op- en afgaand tij minder dan 1 knoop (1,852 km/h), wat te weinig is voor getijturbines. Ten zuiden van Terschelling stroomt het bij afgaand en opgaand tij 1,0 knoop en bij Zeeland maximaal 1,8 knopen.

Laten we daarom het gebied ten zuiden van Terschelling, ongeveer een derde deel van het Nederlandse deel van de Noordzee, gebruiken. Vervolgens nemen we voor dit gebied een gemiddelde maximale snelheid van 1,4 knopen; 0,7 meter per seconde en een load factor van 25 %. Het vermogen van een getijturbinepark wordt hiermee bij op- en afgaand tij 5 W/m2, maar gedurende de hele dag gemiddeld 1,3 W/m2.

Het Nederlandse deel van de Noordzee heeft een oppervlak van 57.000 km2, waarmee we per Nederlander 3.455 m2 zeeoppervlak beschikbaar hebben, een half voetbalveld. Nemen we hier een derde van en gebruiken we daarvan 10 %, dan hebben we 114 m2 per persoon. De potentie van getij-energie in de Noordzee komt met al deze aannamen op 114 * 24 * 1,3 = 3,4 kWh/p•d. Tellen we hier de potentie van de estuaria bij op, dan komen we op 3,6 kWh/p•d.
Conclusie: het oogsten van getij-energie op volle zee kan veel meer opleveren dan getij-energie in estuaria, maar het totaal valt tegen. De toekomst van getij-energie ligt op plekken waar het wel hard stroomt, bijvoorbeeld tussen de Schotse eilanden. Op sommige plekken tussen de Schotse eilanden stroomt het 9 knopen, bijna 5 m/s. Vullen we deze stroomsnelheid in in de formule pi/240 ro v3 dan levert het 325 [W/m2] op, een veelvoud vanwege de derde macht in de formule, bijna tien keer zo veel als windturbines op land. Wanneer we tegelijkertijd de capaciteit van de BritNetkabel verveelvoudigen (nu 1.000 MW of 1,5 kWh/p•d) is dit een veel effectiever manier om getij-energie te gebruiken.

Tocardo ziet de turbine in de Afsluitdijk en binnenkort in de Oosterscheldekering dan ook als vingeroefeningen voor het grote werk in Schotland.

lees verder: zonnecollectoren