Een kleine windturbine voor thuis: is dat rendabel?

Heb je zonnepanelen op het dak? Dan kun je wellicht al het hele jaar profiteren van duurzame zelf opgewekte stroom. Het overschot dat je teruglevert aan het net mag je immers met de huidige salderingsregels ‘gratis’ opmaken op momenten dat de zon niet schijnt, zoals in de avond en de donkere maanden.

Heb je geen zonnepanelen of leveren ze niet genoeg op, dan kun je ook kijken naar andere vormen van duurzame energie die je zelf kunt opwekken, zoals windenergie. Dat lijkt een mooie aanvulling, voor alle momenten dat de zon niet schijnt. En hoewel er wat haken en ogen aan de aanschaf en installatie zitten, zijn ook voor de particulier volop windturbines te koop. Maar is en windmolen voor huis ook een zinvolle investering?

Wat is een windturbine?

Alle windturbines werken, ongeacht hun vorm of grootte, volgens hetzelfde principe: ze zetten de windenergie om in mechanische energie, wat vervolgens in elektriciteit wordt omgezet. Je kunt ze zien als een soort omgekeerde ventilator of een door de wind aangedreven fietsdynamo. De term windmolen kom je ook vaak tegen, maar strikt genomen wordt de mechanische energie dan benut om bijvoorbeeld water weg te pompen of graan te vermalen, en dat is waarschijnlijk niet jouw doel! De ontwikkelingen rondom windturbines staan uiteraard niet helemaal stil. Maar ondanks vaak mooie marketingtaal mag je geen wonderen verwachten van de nieuwste modellen. Behalve door de ontwerpeigenschappen van windturbines wordt de maximale opbrengst namelijk ook begrensd door de energiewet van Betz. Het gaat te ver om hier uit te leggen hoe dat werkt; op Wikipedia kun je er meer over lezen.

Windturbines met een horizontale of verticale as

Het bekendst en meest voorkomend zijn windturbines waarvan de rotorbladen of ‘wieken’ om een horizontale as draaien. Meestal zijn er twee of drie bladen. Je komt ze in Nederland op talloze plekken tegen. Vooral op zee waar steeds meer windparken zullen verschijnen (zie kader). De grootste exemplaren bieden veruit het beste rendement. De opbrengst neemt namelijk kwadratisch toe met de diameter van de rotor.

Er bestaan ook windturbines met verticale as. Een typisch voorbeeld is een turbine in de vorm van een wokkel, ook wel windwokkel genoemd. Deze windturbines zijn compacter, stiller en robuuster. Ze gaan langer mee en vragen minder onderhoud. Het maakt bij dit type ook niet uit vanaf welke kant de wind komt. Wel hebben ze een veel lager rendement. Je komt ze soms in woonwijken en op bedrijfsgebouwen tegen. Maar windturbines zijn het meest in trek als duurzame generator op plekken waar geen andere energievoorziening is, zoals op boten, de camping, bij evenementen, op bouwplaatsen en off-shore.

Aanbod voor thuis: miniwindturbines

Bij het aanbod van windturbines voor thuis, we zullen ze miniwindturbines noemen, zie je dezelfde ontwerpen, maar dan uiteraard kleiner. Windturbines met horizontale as vallen meestal al snel af. Ze zijn doorgaans te groot voor in een woonwijk. Ook maken ze relatief veel geluid en leveren ze gevaar op voor vogels. Zelfs de schaduw van de wieken wordt soms als vervelend ervaren. Het geeft een soort stroboscoopeffect.

Windturbines met verticale as, zoals de windwokkel, hebben minder nadelen. Ze zijn stiller (maar niet geluidloos) en ongevaarlijk voor vogels. Door de draairichting kunnen ze niet ‘grijpen’. Wel zijn ze duurder in aanschaf en hebben ze een lager rendement. Ze kunnen op een betonnen dak worden geplaatst, op een paal of als vervanging van een vlaggenmast. Houd er bij plaatsing wel rekening mee dat niet alleen het geluid voor hinder kan zorgen, maar ook de vibraties door je dak heen.

Waar koop je een windturbine voor thuis?

Op onder andere AliExpress, Amazon, eBay en Conrad vind je uiteenlopende windturbines die je in principe zelf kunt plaatsen, in diverse vormen en afmetingen. De kleine turbines produceren zo’n 300 tot 600 watt en kosten vanaf enkele honderden euro’s. Grotere modellen produceren tot zo’n 6 kW maar kosten al snel enkele duizenden euro’s.

Veel windturbines zijn bedoeld voor off-grid gebruik. Ze zorgen dat een accu via de wind kan worden opgeladen. Wil je stroom ook terugleveren of gebruiken voor apparaten die op netstroom werken, dan heb je een omvormer nodig. Die omvormer verbruikt ook stroom waardoor in de praktijk vaak al een relatief groot deel van je opbrengst verloren gaat.

Rendement-claims vaak te optimistisch

Je kunt bij de aanschaf helaas niet altijd afgaan op claims van fabrikanten. De informatie is vaak schaars en claims over het te behalen rendement zijn meestal veel te optimistisch. Uit officiële testen blijkt de productie namelijk tot wel 15 keer lager dan werd vooropgesteld. Waar de producenten zelf de terugverdientijd ruwweg schatten op 20 jaar, zal dat in de praktijk door de veel lagere opbrengst dus ook veel langer zijn. Gelet op de levensduur van ongeveer 20 jaar is de aanschaf daarom doorgaans niet rendabel. Recensies van gebruikers geven eigenlijk hetzelfde beeld: de resultaten van miniwindturbines zijn in de praktijk bedroevend. Dit heeft waarschijnlijk voor een groot deel óók met de locatie te maken.

Wind en locatie

De grootste oorzaak voor tegenvallende resultaten is dat het bij windturbines opgegeven vermogen alleen onder optimale omstandigheden wordt bereikt. Je bent dan sterk afhankelijk van de wind. Er is over het algemeen een gemiddelde windsterkte nodig van meer dan 3 m/s om alleen al te kunnen starten en soms al enige opbrengst te hebben. Liever heb je op de locatie een gemiddelde windsnelheid van 5,5 m/s zodat je er ook nog iets aan hebt. Veel windturbines halen dan evengoed maar een vijfde van het maximale vermogen. Alleen in de roodgekleurde gebieden op de windkaart van het KNMI haal je deze windsnelheid. Dat gaat hoofdzakelijk om de kustprovincies. In de stad zijn gebouwen geschikt die minstens twintig meter hoog zijn of twee keer zo hoog als de gebouwen of bomen in de omgeving. Je hebt namelijk ‘onverstoorde’ wind nodig voor een goed rendement. Dat betekent dat de wind niet mag worden gehinderd door andere obstakels, zoals gebouwen of bomen.

Extra kosten

Met de aanschaf van een windturbine alleen ben je er nog niet. Er is aanvullende apparatuur nodig zoals een controller en laadregelaar met accu en eventueel ook een omvormer. Soms worden zulke extra’s bijgeleverd. Houd er ook rekening mee dat je een omgevingsvergunning nodig hebt voor het plaatsen van een windmolen op het dak of in de tuin. Die kun je aanvragen bij je gemeente. Zulke aanvragen worden soms geweigerd, afhankelijk van het gevoerde beleid.

Onderhoudskosten

Naar je zonnepanelen hoef je zelden om te kijken. Hooguit zul je een keer de panelen schoon moeten maken. En als je pech hebt moet je na een jaar of tien een keer de omvormer vervangen. Bij windturbines is dat anders. De bewegende onderdelen van een windturbine zijn onderhevig aan slijtage; je moet ze dus onderhouden en af en toe zelfs vervangen. Het mechanisme is gevoelig voor extreme omstandigheden, zoals heel harde wind maar ook hitte en kou. Ook de omvormer en accu hebben een beperkte levensduur.

Valt er winst te halen met windturbines voor thuis?

Diverse berekeningen laten zien dat je miniwindturbines zelden binnen de economische levensduur terug kunt verdienen, zelfs bij een optimale opbrengst. Daarvoor zijn ze te duur in aanschaf en onderhoud. En je krijgt er te weinig voor terug, als je naar de opwek kijkt. Waar enorme windturbines stroom voor ongeveer 8,8 cent per kWh kunnen produceren ligt dat bij miniwindturbines eerder rond 25 tot 35 cent per kWh. Als je echter alle kosten en baten meeneemt over de levensduur van de windturbine zou je meestal boven 50 cent per kWh uitkomen.

Natuurlijk zou je uit milieuoverwegingen en niet om economische redenen voor een windturbine kunnen kiezen. Maar een windturbine geeft pas milieuwinst als hij meer uitstoot voorkomt dan er bij de bouw van de windturbine en afvalverwerking ontstaat. Wat dat betreft kun je je waarschijnlijk beter aansluiten bij een lokaal energie-initiatief of mede-eigenaar worden van een windmolenpark. Daar worden wel zeer rendabele windturbines gebruikt. En natuurlijk kun je ondertussen elk plekje op je dak benutten voor zonnepanelen. Dat is óók met een dak op het oosten of westen vaak de moeite waard. Zo zou je ook al de opbrengst wat beter over de dag kunnen spreiden.