Enorme palen van 150 tot 200 meter. Met helemaal aan de top drie enorme wieken die op winderige dagen hun rondjes draaien. Het is de windmolen zoals we die in Europa kennen.
Als het aan Kitepower ligt, heeft die turbine z’n langste tijd gehad. Hun Airborne Wind Energy System (AWES) heeft de potentie om op termijn een gamechanger te worden.
Formules uit 1980
Geen wieken, maar vliegers. Kabels in plaats van palen. En een generator die op de grond kan blijven staan. Kitepower genereert windenergie op een manier die nog nauwelijks bekend is. ‘Toch is het idee niet nieuw’, zegt cto Joep Breuer van Kitepower. ‘Al in 1980 schreef een Amerikaan een paper die de formules uitwerkte. Wat destijds nog ontbrak, waren de juiste materialen en goede software.’
Breuer zat in een afstudeergroep van de Nederlandse astronaut Wubbo Ockels. Hij was het die deze nieuwe benadering van windenergie begin deze eeuw nieuw leven wilde inblazen. Ook de ceo van Kitepower, de Duitser Johannes Peschel, was onderdeel van dit clubje techneuten. In 2016 richtte voormalig kitesurfer Peschel Kitepower op, als spin-off van de TU Delft.
Kitepower stond in 2021 in de Challenger50 van MT/Sprout, de lijst met vijftig meest uitdagende, innovatieve en snelgroeiende bedrijven van Nederland. Deze ondernemers breken met bestaande businessmodellen en laten de gevestigde orde zien hoe het anders, sneller en beter kan. De Challenger50 is mede mogelijk gemaakt door EY en Tech Rise People. Bekijk alle vijftig challengers »
Als een waterskiër
Maar hoe werkt het systeem dan precies? Breuer legt uit: ‘We laten een vlieger opstijgen en zorgen ervoor dat die als een soort liggende acht in de lucht beweegt. Dat zorgt voor trekkracht aan de lijn, die we met een lier op de grond omzetten in een roulerende beweging. Met behulp van een dynamo en een generator wordt dit vervolgens elektriciteit.’
Dat de vlieger rondjes maakt als een acht, heeft een duidelijke betekenis. Breuer legt die natuurkundige principes uit aan de hand van een voorbeeld. ‘Als je aan het waterskiën bent en je blijft in een rechte lijn, dan ga je net zo hard als de boot. Harder ga je door van links naar rechts over de golven te manoeuvreren. De afstand is dan namelijk groter. En zo werkt het met onze vlieger ook.’
Hoe harder de vlieger gaat, hoe meer trekkracht. En hoe meer trekkracht, hoe meer energie. Ook hier laten natuurkundige wetten zich gelden. ‘Als onze vlieger twee keer zo hard gaat, zorgt dat voor vier keer zoveel trekkracht’, aldus Breuer.
Constante wind
De huidige generatie windmolens kan niet bij iedereen op evenveel enthousiasme rekenen. We noemden al de horizonvervuiling en het feit dat de wieken regelmatig stil staan. Die nadelen heeft Kitepower niet. ‘Het gaat om een veel kleiner object dat veel hoger vliegt en daardoor voor mensen aan de grond minder goed zichtbaar is. Een eerste analyse van de TU Delft laat zien dat mensen er nauwelijks last van hebben.’
De hoogte biedt Kitepower nóg een belangrijk voordeel ten opzichte van de reguliere windturbine. ‘Als het op land windstil is, kan dit systeem evengoed energie opwekken’, zegt Breuer. ‘De vlieger die we nu hebben ontwikkeld, heeft een lijnlengte van 350 meter. Op die hoogte waait het vrijwel constant. Ideaal zou een hoogte van 800 meter zijn, daar willen we uiteindelijk naartoe.’
Veel minder materiaal
Als een windmolen eenmaal draait, zorgt dat voor duurzaam opgewekte energie. Maar minder groen is het proces wat daaraan vooraf gaat. Voor de productie van een turbine is veel staal en beton nodig. Ook het transport gaat niet gepaard zonder CO2-uitstoot.
‘Ons systeem bestaat uit 90 tot 95 procent minder materiaal dan vergelijkbare windmolens. De levensduur is langer en reparaties zijn goedkoper. Het resultaat is aanzienlijk minder CO2-uitstoot per gewonnen kilowattuur’, zegt Breuer.
Nog een voordeel: de windoplossing is mobiel en past in een zeecontainer van zes meter lang. Je kunt de vlieger oplaten en weer naar beneden halen. ‘Dat is gunstig in gebieden die regelmatig te maken krijgen met orkanen bijvoorbeeld.’
Testlocaties nu actief
Dit werpt natuurlijk meteen de vraag op hoe het zit met de veiligheid. Het Airborne Wind Energy System valt onder dezelfde wetgeving als drones. ‘We hebben al een proefopstelling op Goeree-Overflakkee en gaan binnenkort ook langdurig testen in Ierland. Hier willen we laten zien dat het systeem veilig is en garant staat voor een bepaalde output.’
Betaalde klanten heeft Kitepower nu nog niet. Wel lopen er volgens Breuer verregaande gesprekken met geïnteresseerde partijen. Het bedrijf ziet in eerste instantie festivals, bouwplaatsen en rampgebieden als potentiële afzetmarkt. Daar worden nu nog voornamelijk dieselaggregaten gebruikt. Ook afgelegen gebieden, zoals de Australische outback en kleine eilandjes, denkt Kitepower van schone energie te kunnen voorzien.
Alternatief voor windmolens
Op de lange termijn wil de Delftse startup ook een alternatief zijn voor de huidige generatie turbines. ‘De gemiddelde levensduur van een windmolen schommelt ergens tussen de dertig en veertig jaar. Dat betekent dat een grootste deel rond 2050 moet worden vervangen. Wij denken dan een duurzamer alternatief te hebben.’
Ook op zee ziet Breuer mogelijkheden. Met name in gebieden waar het technisch ingewikkeld is om grote turbines neer te zetten. Voor de kust van Japan bijvoorbeeld, waar het veel dieper is dan de Noordzee. Daarvoor moet er nog wel veel gebeuren in de groeicurve.
De Airborne Wind Energy System genereert nu 100 kWh, dat is ongeveer het niveau dat windmolens dertig jaar geleden haalden. Hiermee kunnen 150 huishoudens van energie worden voorzien. Het prijskaartje? Nu nog zo’n 180.000 euro.
Impact op wereldschaal
Met de crowdfundingcampagne hoopte Kitepower 700.000 euro op te halen. Het werd uiteindelijk net iets meer dan 1 miljoen euro. Hiermee wil het bedrijf de testlocaties financieren en het team uitbreiden. ‘We willen aantonen dat het systeem over een langere periode achter elkaar werkt en vervolgens opschalen. Onze ambitie is impact op wereldschaal.’
Lees meer over Nederlandse innovaties:
- Eindhovenaren ontwikkelen elektrische auto die CO2 uit de lucht haalt
- LeydenJar werkt aan een accu die 70 procent meer energie kan opslaan
- Vliegen op waterstof: Nederlanders willen in 2028 eerste commerciële vlucht
