als de wijzers van klokken andersom over hun gezicht zouden vegen, zou dat de richting zijn die bekend staat als “met de klok mee”. En zij zeiden het uur des oordeels zoo getrouw. Het is handig om alle klok wijzers draaien in dezelfde richting, maar het is een ongeluk van de geschiedenis welke richting die is. Ook lijkt het een willekeurige maar efficiënte keuze van windturbinemakers dat de bladen van bijna al deze apparaten met de klok mee draaien. Echter, een studie gepresenteerd op 4 mei aan de Algemene Vergadering van de Europese Unie Geowetenschappen (gehouden online, in plaats van in Wenen, zoals gepland), suggereert dat in het noordelijk halfrond, waar 96% van deze turbines worden gevonden, universele klokwiseness kan slecht zijn.
uw browser ondersteunt het<audio > element niet.
geniet van meer audio en podcasts op iOS of Android.
voor een enkele turbine doet het er inderdaad niet toe. Maar turbines worden meestal in groepen geplant. Als in zo ’n groep de ene turbine achter de andere staat, dan maakt dat uit, aldus Antonia Englberger van het Duitse lucht-en Ruimtevaartcentrum in Oberpfaffenhofen, en haar collega’ s. Ze hebben een computermodel gebouwd dat de luchtstroom simuleert over een turbine die in beide richtingen draait, en vervolgens het effect berekent dat dit heeft op een tweede turbine, benedenwinds van de eerste. Overdag concludeert het team dat er geen verschil is. Maar ‘ s nachts kan het vermogen van de downwind apparaat tot 23% hoger zijn als zijn upwind collega tegen de klok in draait.
de oorzaak ligt in het nachtelijke gedrag van de onderste paar honderd meter van de atmosfeer, bekend als de grenslaag. Overdag verwarmen de zonnestralen de grond, die de nabijgelegen lucht verwarmt, die stijgt in wervelingen, wat resulteert in een goed gemengde grenslaag die zich op alle hoogtes op dezelfde manier gedraagt. Het gevolg voor een windturbine is dat de rotorbladen dezelfde windsnelheid en-richting voelen, of ze nu aan de boven-of onderkant van hun rotatie staan.
‘ s nachts koelt de grond echter af. De wervels gaan daarom vaak weg en de grenslaag stopt met mengen. Wrijving met vegetatie of gebouwen betekent nu dat lucht dicht bij de grond langzamer beweegt dan lucht hogerop—een effect dat bekend staat als hoogtegerelateerde windschering. En de hoeveelheid afschuiving, gezien de blade-spanwijdte van moderne turbines, is groot genoeg voor de rotatie van de aarde om in het spel te komen. Dit duwt bewegende lucht naar rechts in het noordelijk halfrond en naar links in het zuiden, een fenomeen dat de Corioliskracht wordt genoemd. Hoe sneller de luchtstroom, hoe groter de afwijking. Dus wind afschuiving veroorzaakt wind veer, een geleidelijke verandering in richting met de hoogte.
dat is van belang voor turbineparen omdat de lucht die tegen de bladen van het tegenwind apparaat duwt, en ze dus laat draaien, laten we zeggen, met de klok mee, zelf wordt afgebogen door die bladen in de andere richting. Dit verandert het in een turbulente kielzog met een rotatie (in dit geval) die tegen de klok in gaat. Deze rotatie tegen de klok in is in strijd met de door Coriolis veroorzaakte veerkracht van de onverstoorde wind rond het kielzog. En dat belemmert het vermogen van de wake om energie op te halen uit deze omringende, ongestoorde wind en dan de tweede turbine te raken met vernieuwde vim.
in het geval dat de eerste turbine tegen de klok in draait, zal het kielzog met de klok mee zijn, zodat het overeenkomt met de windveer op het noordelijk halfrond. Dit laat het energie uit de omringende lucht winnen om aan de volgende turbine te leveren—het tegenovergestelde van wat er nu gebeurt. Op het zuidelijk halfrond werkt dit allemaal andersom, dus conventionele turbines met de klok mee doen het het beste.Het ombouwen van fabrieken in het licht van de ontdekking van Dr.Englberger om turbines tegen de klok in te laten draaien zou zeker duur zijn. Of de extra kracht die daardoor uit de wind zou kunnen worden geperst dat de moeite waard zou maken zou veel meer onderzoek vereisen. Haar resultaat laat echter netjes zien hoe zelfs ogenschijnlijk willekeurige beslissingen onbedoelde gevolgen kunnen hebben.■
dit artikel verscheen in het gedeelte wetenschap & technologie van de gedrukte uitgave onder de kop “Shear, veer, cheer”
