Optimaal ontwerp voor windpark met meer dan 100 heel hoge windturbines

De Nederlandse Universiteit Twente berekent met hun nieuwe computermodellen onder meer de optimale lay-out van nieuwe, grootschalige windparken zoals die op de Noordzee.

Trefwoorden: #energie, #UTwente, #windpark, #windturbine

Lees verder

research

( Foto: Utwente - Srinidhi N. Gadde )

ENGINEERINGNET.BE - Onlangs kondigden Nederland, Duitsland, België en Denemarken aan het aantal windmolens op de Noordzee te vertienvoudigen. Het team van Dr. Richard Stevens van UTwente doet onderzoek naar de complexe stroming van wind tussen zoveel windmolens.

Windmolens produceren elektra door energie uit de wind te halen. Daardoor verlagen ze de windsnelheid achter de windmolen. Een windmolen direct achter een andere windmolen kan daardoor minder elektriciteit produceren.

“Met twee windturbines is dat nog wel te overzien, maar met honderden turbines wordt het een stuk ingewikkelder”, zegt Stevens.

In een nieuw onderzoek bestudeerde Stevens’ team de structuren van stromingsvelden in windparken met modellen die nog niet eerder werden gebruikt om de stroming in windparken met meer dan honderd windmolens te beschrijven. Dat de onderzoekers dit model gebruikten is dus een unicum.

Uit de simulaties blijkt dat de turbines het beste elkaar zowel horizontaal als verticaal afwisselen. Daardoor staan twee rijen windturbines nooit direct achter elkaar of op dezelfde hoogte. “Maar daarnaast laten we ook zien dat deze methode veel potentie heeft om in de toekomst andere windparkontwerpen te bestuderen”, aldus Stevens.

In een ander recent onderzoek richten de onderzoekers zich op het modelleren van de stroming in atmosferische grenslagen. “De windsnelheid en windrichting veranderen met de hoogte. De stroming direct boven de grond is makkelijk te meten en daarom relatief goed begrepen. Op grotere hoogtes is de stroming moeilijker te meten en eerder niet zo relevant”, zegt Stevens. Steeds hogere windturbines veranderen dat.

“De nieuwste windturbines komen nu zo hoog dat ze in een deel van de atmosferisch grenslaag komen die heel anders is dan wat er dichtbij de grond gebeurd”, vertelt Stevens.

Het nieuwe model van Stevens verbetert het wetenschappelijke inzicht in de stromingsdynamica in de atmosfeer. “Met dit model kunnen we niet alleen de opbrengst van windparken beter voorspellen, maar ook bijvoorbeeld weers- en klimaatmodellen verbeteren.”