ENGINEERINGNET.BE - Windturbines worden steeds hoger en de bladen langer. Daardoor groeien ook de krachten die op de bladen en rotorhub worden uitgeoefend.
Het kunnen berekenen hoe de wind zich in een windpark gedraagt en wat dat betekent voor de kostprijs van windenergie is nu nog met onzekerheden omgeven.
Vandaar dit nieuwe onderzoek, dat deel uitmaakt van een project om windenergie op zee goedkoper te maken door innovatieve rekenmethoden voor het gedrag van wind te ontwikkelen. Het consortium, aangevoerd door TNO, bestaat verder uit Whiffle en GE Wind Energy.
“Het ging erom een realistischer model te maken van de prestaties en betrouwbaarheid van windturbines in de praktijk," zegt TNO-expert Simone Mancini.
"Die zijn het gevolg van de aerodynamische interactie tussen de wind en de bladen van de windturbine. De belastingen zijn sterk afhankelijk van de karakteristieken van het windveld. Atmosferische wind is complex en plaatsgebonden."
"De huidige modellen zijn nog te simpel, gebaseerd op statistieken en aannames die niet representatief zijn voor variërende omstandigheden in een windpark. Er is nog een kloof tussen wat ontwerpers van windturbines gebruiken voor hun berekeningen en wat er gebeurt als deze eenmaal is geïnstalleerd en operationeel is op zee of land.”
TNO en Whiffle werken al langer samen in het AeroLES-project, waarin nieuwe rekenmethoden worden ontwikkeld en gevalideerd om bij het ontwerp van windturbines rekening te houden met de complexiteit van atmosferische wind.
In het nieuwste onderzoek zijn de atmosferische modellen van Whiffle samengebracht met die van TNO over aerodynamica. Op een heuvelrug in Duitsland, een vlakte in Nederland en op de Noordzee zijn metingen uitgevoerd en gevalideerd. De uitkomsten bieden nieuwe inzichten voor ontwerpers van windturbines om deze efficiënter en goedkoper te maken.
Mancini: “Dat we een nieuwe methodologie hebben kunnen ontwikkelen is te danken aan de nu beschikbare enorme rekenkracht van grafische processoren. Hierdoor konden we realistische atmosferische omstandigheden vastleggen met onze LES-modellen tegen redelijke kosten."
"De volgende fase is validatie van nieuwe belastingsvoorspellingen aan de hand van reële belastingsmetingen van een turbine die TNO momenteel in het veld test.”
