Zaagtanden zorgen voor stillere windmolens
Het geluid van windmolens halveren, zonder dat er energie verloren
gaat. Door het plaatsen van zaagtanden op de bladen van windmolens is
dit nu mogelijk. De zaagtanden zijn ontwikkeld door Stefan Oerlemans
van de Universiteit Twente en het NLR. Hij onderzocht eerst waar
geluid op windmolens ontstaat en gebruikte deze kennis om de
zaagtanden te ontwerpen, die het geluid halveren. Oerlemans promoveert
op 4 september aan de faculteit Construerende Technische
Wetenschappen.
Draaiende windmolens maken een typisch zoevend geluid. Dit geluid
wordt door omwonenden vaak als irritant ervaren en daardoor draaien
windmolens lang niet altijd op vol vermogen. Of worden plannen voor
nieuwe windmolens afgewezen. Stefan Oerlemans, promovendus aan de
Universiteit Twente en werkzaam bij het Nationaal Lucht- en
Ruimtevaart Laboratorium (NLR), onderzocht wat het geluid van de
windmolens veroorzaakte en kwam met een oplossing om het geluid te
halveren, zonder dat er energie verloren gaat. Daarvoor werden
zaagtanden op de achterrand van het buitenste kwart van van de bladen
geplaatst (zie figuur).
Zaagtanden op de achterrand van het buitenste kwart van de bladen.
Geluiddetectie
Om het geluid van windmolens te kunnen verminderen, moest Oerlemans
eerst te weten komen wat het geluid veroorzaakt en waar dit wordt
geproduceerd. Daarvoor gebruikte hij de akoestische antennemethode.
Deze methode maakt gebruik van een groot aantal, op een plat vlak
gemonteerde, microfoons. Aan de hand van de verschillen tussen de
tijdstippen waarop een geluidssignaal de verschillende microfoons
bereikt, is exact te berekenen waar dat geluidssignaal ontstaan is.
Uit de metingen kwam naar voren dat het merendeel van het geluid van
windmolens wordt veroorzaakt door de luchtstroming langs de bladen.
Het geluid veroorzaakt door mechanische onderdelen van de windmolen
bleek zeer gering. Tevens bleek dat het meeste geluid afkomstig is van
de buitenste delen van de bladen op het moment dat het blad omlaag
beweegt (zie figuur). Dit geluid ontstaat door turbulente wervels in
de luchtstroming rond de bladen. Door de zaagtanden op de achterrand
van de bladen te plaatsen, werd het geluid gehalveerd.
Een windmolen waarbij de geluidsbronnen zijn weergegeven. Op de rode
plaatsen ontstaat het meeste geluid.
Uilenborstels
De nieuwe methode en resultaten komen voort uit een breder onderzoek
naar geluid van vliegtuigen en windturbines. Oerlemans gaat voorlopig
nog verder met zijn onderzoek. Zijn droom is om nog stillere
windmolens te ontwikkelen. Het idee is er al. Uilen vliegen vrijwel
geruisloos. Aangenomen wordt dat de zachte wollige veertjes, die
kenmerkend zijn voor de achterrand van uilenvleugels, de vogel daartoe
in staat stellen. Een rij borstelharen op de achterrand van de bladen
van windmolens zou dus ook een verstillend effect moeten hebben. In
windtunneltesten is al aangetoond dat dit werkt, maar in de praktijk
moet het nog bewezen worden.
Universiteit Twente