Home » Overschakelen op duurzame energie » Deel 9: Golfenergie

biobrandstoffenaardwarmtebiogas uit gewassenbiomassawind op landzonnepanelenzonnecollectorenwind op zee

In onze zoektocht naar de mogelijkheid om de enorme hoeveelheid fossiele energie die we dagelijks gebruiken te vervangen door duurzame bronnen, zijn we aangeland bij golfenergie. Aangezien de Nederlandse kustlijn 250 kilometer lang is, moet er dagelijks een behoorlijke hoeveelheid energie de Nederlandse stranden oprollen. De vraag is: een hoe groot deel hiervan is daadwerkelijk te oogsten?
Eerst bepalen we het gemiddelde vermogen van de golven op de Noordzee. Het golfvermogen hangt af van de golfhoogte en de golfperiode. David MacKay, wiens boek deze serie inspireerde, hanteert de volgende formules: P = ¼ ro g h2 v [W/m], waarin h de golfhoogte en v de golfsnelheid is. De snelheid bepaalt hij met de formule v = g T / 2 pi [m/s], waarin T de periodetijd is.

Voor de gemiddelde golfhoogte h en periodetijd T gingen we te rade bij surfers en kwamen uit bij Surfreefs. Dit ingenieursbureau ontwerpt kunstmatige riffen om goede surfgolven op te wekken, onder ander voor de kust van Scheveningen. Volgens Surfreefs is de gemiddelde golfhoogte op de Noordzee 0,5 meter en de gemiddelde periodetijd 4,4 seconde. In de Noordzee komt dus gemiddeld iedere 4,4 seconde een golf van een halve meter voorbij. Het verschil tussen top en dal is een meter.

Door deze twee parameters in de bovenstaande formules in te vullen, komen we op een gemiddeld golfvermogen van 4 kW per meter kustlijn, zo’n 100 kWh/m•d. Wanneer het zou lukken om alle energie om te zetten in elektrische energie, dan zouden we continu vier wasmachines kunnen laten draaien op elke meter kustlijn.

Met 250 kilometer kustlijn hebben we 1,5 centimeter, een pinkdikte, per persoon tot onze beschikking. Die pink levert 1,6 kWh/p•d, de eenheid waarin we in deze serie rekenen. Het is het beste om de golfenergie ver van de branding te oogsten, aangezien er daar nog nauwelijks energie verloren gaat aan wrijving met de zeebodem. Het lukt natuurlijk niet om al die energie te oogsten met golfgeneratoren; de branding achter de generatoren zou zo vlak worden als de Hofvijver.

 

Welk percentage van die 1,6 kWh/p•d kunnen we oogsten als we golfgeneratoren grootschalig gaan toepassen langs de Nederlandse kust? We kunnen in ieder geval geen 250 kilometer lang cordon van golfgeneratoren voor de kust leggen, maar stel dat we 25 procent van een lijn parallel aan de kust van Nederland gebruiken.

Over het rendement van golfgeneratoren is weinig bekend, aangezien de technologie nog lang niet is uitontwikkeld. Een bekend ontwerp uit de jaren zeventig is Salter’s Duck, ook wel ‘ja-knikkende eend’ genoemd, van de Engelse professor Stephen Salter. Volgens MacKay heeft Salter’s Duck een rendement van 50 %. Tegenwoordig werken verschillende bedrijven aan prototypen die op verschillende manieren golfenergie omzetten in elektriciteit. Bijvoorbeeld door boeien op de golven te laten bewegen: voor de kust van Portugal drijven drie 140 meter lange rode slangen op de oceaangolven. Een tweede methode is het opvangen van golven in kustcentrales met generatoren. AWS (Archimedes Wave Swing) gebruikt een derde methode, met generatoren die aan de zeebodem zijn verankerd. De drijvende kracht is de toe- en afnemende druk van het water boven het apparaat. Laten we ervan uitgaan dat toekomstige golfgeneratoren net als Salter’s Duck
50 % rendement halen.

Wanneer we er met deze aannamen (25 % kustlijn, 50 % rendement) van uitgaan dat we een kwart van de golven die de Nederlandse kust naderen, omzetten in elektriciteit met een rendement van 50 %, dan kunnen we 0,2 kWh/p•d genereren, slechts een klein deel van de benodigde 185 kWh/p•d. Net als bij getij-energie breekt het ons op dat we aan een zee liggen en niet aan een oceaan

lees verder: Biobrandstoffen