Laddermolen / windmolen van Wubbo Ockels

[Robert]

Laddermolen
De laddermolen is een uitvinding van Ockels om windenergie op grote hoogte optimaal te gebruiken. Eén laddermolen kan tot kilometers hoogte reiken en ongeveer 100 Mw aan energie opwekken. Voor diezelfde hoeveelheid energie is een windmolenpark van een paar honderd windmolens nodig!

Het (theoretische) voordeel van de laddermolen boven de windmolen is dat de eerste niet of nauwelijks beperkt is in hoogte. Dit heeft tot gevolg dat de laddermolen gebruik kan maken van de veel krachtiger wind in de hogere luchtlagen van de atmosfeer, die op 10 km hoogte twintig keer meer energie bevat dan de wind op zeeniveau. Dit betekent dat de laddermolen een aanzienlijk groter vermogen kan hebben dan een windmolen. Een laddermolen van 10 km hoogte wordt in staat geacht een vermogen van 100 MW te kunnen genereren. Bovendien waait het in de hogere luchtlagen vaker en constanter, zodat een laddermolen in vergelijking met een windmolen minder stilstand heeft.

Constructie Uitdaging
Een van de belangrijkste onderdelen van de constructie is de trekkabel, die uiterst sterk en licht van gewicht moet zijn (anders zou hij al door zijn eigen gewicht breken). Ook de vliegers, die een zo groot mogelijk oppervlak moeten hebben, stellen eisen aan de lichtgewicht constructie. De kabel moet vrij dik zijn bij genoemde hoge vermogens van 100 MW. Stel de constructie beweegt lineair met een snelheid van circa 1 meter per seconde (dwz loopsnelheid van 3.6 km/uur), dan is de kracht op de kabel uitgeoefend gelijk aan P/2 Newton, waarin P het geleverde vermogen is. Voor een geleverd vermogen van 1 MWatt, is de kracht circa 500 kNewton. De treksterkte van een gevlochten nylondraad is circa 200 MPa, zodat de kabel een diameter dient te hebben van ten minste 20 cm om niet te breken (veiligheidsfactor 2). Bij een geleverd vermogen van 100 MW, moet de kabel tien maal zo dik zijn, dwz circa 2 meter. Deze 2 meter dikke kabel moet goed buigzaam en licht van gewicht zijn. Om voldoende kracht op te wekken is een groot schoepoppervlak nodig, en de schoepen moeten voldoende ver uit elkaar staan om de luchtstroom niet te verstoren. Stel een afstand van 100 meter, dan zijn er ongeveer 50 schoepen nodig met elk een oppervlak van 300 m^2. De massa van de 50 schoepen is circa 10.000 kg (10 ton). De massa van de vier kabels met een lengte van 5 km elk is circa 20.000 kg (20 ton), hetgeen de totale vliegende massa van de molen op 30.000 kg (30 ton) brengt.

De veiligheid van een vlieger met een massa van 30.000 kg en een lengte van 5 km is moeilijk te garanderen, en is een punt van zeer grote zorg en aandacht.

bekijk hier een filmpje:
http://www.lr.tudelft.nl/live/pagina.jsp?id=8d16d19a-e942-45aa-9b52-48deb9312e92&lang=en&binary=/doc/laddermill_pumping_small.wmv

zie ook:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Laddermolen
http://www.ockels.nl/

[djmarco]

ik vind die pump action laddermolen toch al wat realistischer als die molen waarbij de vliegers door katrollen op het landhoofd moeten.

daarbij zie ik slechts een kabel (ivm. het wisselen van de windrichting op verschillende hoogtes). waarvan alleen de onderste het volle vermogen moet overbrengen, de bovenste kabel hoeft maar het vermogen van een vlieger over te brengen. als veiligheidsfactor zou ik eerder 1.2 o.i.d. kiezen, het is immers geen kerncentrale en als er ooit zoiets gebouwd wordt komt dat ding in Z.O. Groningen ofzo. die vliegers rust je uit met stuurvlakken zodat ze in de opgaande slag hard trekken en in de neergaande slag alleen de lijn strak houden. een energietechneut kan vervolgens van het op en afrollen op de lier stroom opwekken. maar om een constante stroom op te wekken heb je dan toch al weer minstens 2 van deze apparaten nodig.

voor de vliegers kom je dan uit op een soort van zweefvliegtuigjes met een automatische piloot gekoppeld via een bus. en het geheel voorzien van een doppler radar om te kunnen anticiperen op het bereiken van een andere stroming.

het is zeer belangrijk dat je de trekkracht van de vliegers kan controleren want dat scheelt weer in de omvang van je landhoofd.

als matriaal voor de kabel zou ik voor dynema/kevlar o.i.d met een laag gewicht en een hoge treksterkte kiezen

[dazz]

Via de volgende link is er een uitzending te zien van
New-Energy.tv, waarin Wubbo Ockels praat
over de Laddermolen:

De laddermolen van Ockels (deel 1)