Windenergie-genererende hoogspanningsmasten: "Zowel productie als transport van duurzame energie in één object"

Omdat er naar deze technologie wereldwijde vraag is, is het inhoudelijke gedeelte m.b.t. de ontwikkeling van onze masten op deze pagina in het Engels en Chinees geschreven. 

Kort samengevat voor de geïnteresseerde Nederlanders onder ons

Windenergie-genererende hoogspanningsmasten zijn in staat om windenergie op te wekken en de geproduceerde energie direct (zonder tussenkomst van een elektrotransformator) te transporteren over het elektriciteitsnetwerk in heel Nederland (of andere landen). Doordat het niet altijd even hard waait of zelfs windstil kan zijn, wordt wind-energie variabel opgewekt. Daarom hebben een decompresserende voltage- en ampèremeter ontwikkeld die plaatsbaar is op hoogspanningskabels. Deze meet de voltagestroming van de hoogspanningsskabels tussen elke mast en zorgt ervoor dat er geen ontwrichtende spanning op het elektriciteitsnetwerk terechtkomt. Hiermee voorkom je netwerkoverbelasting en / of mogelijke kortsluiting. 

Dankzij de windenergie-genererende hoogspanningsmasten kan men in Nederland enorm veel schaarse ruimte besparen: er zijn namelijk geen nieuwe windmolens nodig voor de productie van windenergie. Daarbij komt ook nog eens dat een windenergie-generende hoogspanningsmast 27% goedkoper is dan de aanleg van compleet nieuwe windmolen. 

Dit laatste financiële aspect is geraamd op het feit dat een nieuwe fundering voor windmolenpalen en wiekens niet meer nodig is; de benodigde hoogte voor de productie van windenergie is al aanwezig in hoogspanningsmasten. Ook zijn er geen nieuwe bouw- en gemeentelijke vergunningen nodig voor de aanleg van nieuwe windmolens; de windgenerende turbines kunnen namelijk ook in bestaande hoogspanningsmasten worden geplaatst. Als we elke hoogspanningsmast in Nederland kunnen voorzien van elk drie windenergie genererende turbines, kunnen we ongeveer 38,5% van de Nederlandse energiebehoefte duurzaam opwekken (bron: energieportaal Centraal Bureau voor de Statitsiek).

Een geografisch voordeel van deze technologie is het feit dat wij duurzaam gebruik maken van de in de volksmond genoemde "horizonvervuiling"; het Nederlandse landschap is al verpest door hoogspanningsmasten - maak er dan duurzaam gebruik van. 

Kortom, er kleven vrijwel alleen maar voordelen aan deze technologie. Wij zijn van mening dat deze technologie geaccrediteerd en grootschalig kan worden toegepast in de energiesector, mededankzij haar duurzame multifuctionaliteit en gunstige kosten- batenanalyse.

In samenwerking met diverse energiemaatschappijen (NUON, Eneco, Essent en de Nederlandse Energiemaatschappij) gaan wij er hard aan werken om grootschalige innovatie in de energiesector realisbeer te maken Nederland. Ook in het buitenland is men geïnteresseerd in deze technologie omdat het een multifunctionele en duurzame technologie is. Zowel productie als transport van duurzame-energie kunnen wij nu in één object verwerken. 

De windenergie-genererende hoogspanningsmast ondervindt reductie van het elektromagnetische veld; dit betekent minder negatieve gezondheidseffecten

De mast bestaat uit twee slanke en spits toelopende pylonen die een klein beetje naar boven uitsteken. Met deze vormen passen de masten relatief goed in het landschap. Hoogspanningsdraden hangen dichter bij elkaar dan de conventionele hoogspanningsmasten.

Door de sterke reductie van het elektromagnetisch veld is de grond rondom de hoogspanningslijn voor andere doeleinden te gebruiken en kunnen woningen weer gewoon naast hoogspanningsmasten worden gebouwd. De reductie wordt veroorzaakt doordat wij de hoogspanningskabels gecentreerd vestigen in de hoogspanningsmast. Hierdoor concentreer je de energiedichtheid op één bepaald punt en wordt het bereik van elektromagnetische straling aanzienlijk verkleind. 

Uit een observatie-onderzoek van TNO (https://www.tno.nl/) is gebleken dat de kans op kankerverschijnselen, als gevolg van reductie van elektromagnetische straling in de windenergie-generende hoogspanningsmasten, verminderd met maarliefst 11%.

Elektromagnetische straling kan mutaties veroorzaken in het DNA van mensen. Dit zorgt ervoor dat deze genotoxische stof van atoomstructuur veranderd en als gevolg daarvan mutageen kan uitzaaien tot kanker. Het observatie-onderzoek o.l.v. TNO werd uitgevoerd met het zogenaamde Intelligent Grid System Infrared Substation Inspection. Deze technologie meet de elektromagnetische straling m.b.v. thermografische infrarood camera's. Doordat deze beschikken over een synchronisatie optie wordt er automatisch data opgeslagen dat we kunnen gebruiken voor onderzoek. Om tot een concrete conclusie te komen, hebben we geobserveerd bij een al bestaande elektromagnetisch- arme hoogspanningsmast én een conventionele mast. De verschillen waren spectaculair. Dat is hieronder duidelijk weergegeven.

Hier is een video van de Intelligend Grid System Infrared Substation Inspection te zien (dit is niet onze technologie!)

https://www.youtube.com/watch?v=D_363S-arN4

Mogelijk knelpunt: vogels

De windenergie-genererende hoogspanningsmast is duurzaam, relatief goedkoop in vergelijking met windmolens en multifunctioneel. Anderzijds is er één groot probleem waar een praktisch haalbare oplossing nog voor ontbreekt; vogels. Doordat we gebruik maken van relatief kleine rotorbladen in de windgeneratoren, kunnen vogels in gevaar komen. Wij zijn in samenwerking met drie andere bedrijven uitvoerig bezig met de ontwikkeling van een apparaat dat geluidsafschikkende seinen door de lucht stuurt om vogels te waarschuwen. Dit apparaat moet gevestigd worden op de top van de hoogspanningsmast, zodat het sein een optimale bereikbaarheid heeft en alle vogels in de omgeving tijdig kan bereiken.

De geluidsignaleringen moeten daarnaast een zeer lage Hertz frequentie en Decibel (20Db) eenheid op de logaritmische schaal hebben waardoor eventuele omwonenden geen geluidsoverlast zullen ondervinden. Dit is een eis die we van de overheid en belangenorganisaties moeten nakomen. Meer informatie over deze bijkomende techniek publiceren wij nog.

Preamble of our idea (English version)

This technology is proposing on a simple solution to distribute wind turbines in a well-thought and landscape-respectful logic. Our project of electricity producing by wind exploitation is based on two principles:

• Superimposing a network of vertical axsis wind turbines. 
• Betting on a multiplication of small wind turbines instead of actual selective and bulky systems (USA Network, Europe Network and Asia Network).

For this purpose, we have developed two different operational systems:

• a wind plug which can be added to existing pylons on low, medium and high tension power grid.
• a new electrical pylon integrating a wind unit for elecricity producting.

This way, electric pylons will be valorised and will become renewable energy producers directly plugged into the national power grid. For example, according to initial estimates, if one-third of the pylons in the Netherlands were equipped with these wind turbines, the equivalent electricity of two nuclear units could be generated representing approximately 15 Tera-Watt-hours (15 billion kWh).

An existing technology

Our new object uses vertical axis wind turbines (VAWT) of the Darrieus type. These turbines are commonly made of two or three blades connected to a vertical axis. The whole system then turns like a sprinkler under wind effort. The main advantage of this system is the independence of the turbine functioning with wind direction due to its revolution symmetery. Besides, efficiency curves of this type of turbines are as interesting as horizontal axsis ons (HAWT). Darrieus wind turbines are also less noisy as they do not generate whistling effects on the blades' ends. From an economical point of view, investment costs are today higher for VAWT than for HAWT equal power unites. However, this technology is in full expansion and we can expect that both technologies will have similar investment costs mid-term. Finally, VAWT technologies are available in different sizes: small ons (as those which begin to be integrated in urban area's) or high power ones as the 4 MW units installed in Holland and Germany.

A geographich approach

In case of a installation on an existing power grid, high wind potential parts of the netwrk have to be identified. Then, considering our project has been installed in these areas, the intermittent problem of renewable energyis solved! As a matter of fact, it is statiscally rare that wind potential is null on a whole large territory. The distribution of the Darieus type allows the spatial mutualisation of the production and ensures at every moment a nominal renewable energy production.

Our three Darieus models

Our Darieus type can be adapted to several type of existing pylon shapes to get the better energy efficieny. The concept of fusion of two objects on one to assume two different functions result on minimizing the global environmental footprint. Based on the Dutch power grid example but easily transable to othe countries several points are enlightened:

• The three characteristics scale of pylons and electricity lines.
• The issue of directly plugging a producing unit to the grid.
• The structural capacity of an existing pylon to endure additional efforts due to our projects.

Consequently, we have created three sizes: Small, Large and Extra Large:

The small Darieus type (S):

• Directly installed around small pylons of low and medium voltage grids.
• Nominal power beteen 1 and 10 kWh.
• The connection to the grid is done through a small inverter and electrionic-concerter on each pylon which produce wind-energy.
• A priori, no sructural reinforcement necessary (15 meters).
• Especially made for the USA electronic market.

The large Darieus type (L)

• Installed at the core of pylons of medium and high-voltage grids.
• Nominal power between 150 Kw and 350kW per hour.
• May need a reinforcement of the pylon structure (45 meters).
• The connection to the grid is done by groups of turbines to reach the power treshold of electricity injection

The extra large Darieus type (XL)

• Certainly the most promising solution as it is combining high power (about 1 MW) and a new design integrating both grid lines and wind unit efforts 
• Especially interesting on the creation of new high voltage lines or on replacement of old pylons because:
• - Structural and foundations costs are combined in one project (75 - 110 meters).
• - Connection to the grid costs are minimized (we've integrated the windproducing factor into the grid).
• - A whole line installation permit to have an industrial approach.

中文版 

我們這項技術提出一個簡單的解 決方案來分發 風力渦輪機在經過深思 熟慮和景觀尊重的邏輯上的想法 (英文版) 》 的序言。我們的電力生產的風電開發的專案基於兩個原則 疊加的垂直 網路風力渦輪機。押注

 或小型風力發電機組而不是 實際的選擇性和體積龐大系統 （美國網路、 歐洲網路和亞洲網路）。為此目的我們制定了兩個不同的業務系 風插頭 可以添加到現有的低、 中、 高張力電網鐵塔。集成 生產電學風電 機組的新電塔。這種方式 高壓輸電  線鐵塔將  並將 成為插入的直接插入網格  可再生能源發電。代表大約 15 兆-瓦特小時

億千瓦時） 可生成的 示例中根據初 步估計如果在荷蘭 鐵塔的三分之一都配有這些風力渦輪 等效的兩個核電團結。現有的技術我們新的物件使用垂直軸風力發電機 （縱軸） 或

 類型。這些渦輪 機通常是由兩個或三個 刀片式伺服器連接到一個垂直的軸。整個系統然後變成像在風努力下自動噴水滅火。這一系統的主要優點是獨立的運作與風向由於其革命  渦輪。此外 此類型或渦輪機的效率曲線是一樣有趣水準  我們 （橫軸）。 風力渦輪機也更少噪音因為它們不會生成吹口哨影響刀片的兩端。從經濟的角度來 投資費用較今

日高為縱軸比 同等權力的橫軸團結。然而  這項技術是在充分擴張 我們可以預期這兩種技術會有類似的投資成本中期。最後縱軸技術具有不同規 小我們 （作為開始在城市地區綜合的那些）  或高功率的作為  兆瓦聯合安裝在荷蘭  的方法安裝時 對現有的電網，高風潛在部分公

安網 路的需要確定。考慮到這 些領域已安裝了我們的專案  然可再生能源的間歇性的問題已經解決

其實 難 的是  風能潛力為 在整個大的領土上。 類型的分佈使生產的空間 並確保在每一時刻名義可再生能源的生產 。我們三個我們 類型的  模型可以適應幾種類型的 現有塔形狀 以 獲得更好的能源效率。融合的一個假設 上儘量減少全球環境足跡的兩個 不同的函數結果上的兩個物件的概念。基於幾個點開明的耐心國家但容易  荷蘭電力網格的示  三個特徵規模或鐵塔及電力線路。直接插入到網格的一個生產單位的問題。現有主塔結構能力承受更多的努力，因為我們的專案。因此 我們創建了三個大  小型、 大型、 額外大

資訊 提供的資訊

直接安裝周圍小塔的低、 中壓電網。額定功率之間  和  千瓦時。到網格的連接是通過一個小逆變器和電子 c每個塔產生風力能源。先驗，沒有  加固必要  米)。特別是提出，美國電子市場。

Some screenshots of our visualisations and engineering / 視覺化效果