Naar grootschalige opwekking van windenergie

De plannen zijn onderdeel van het Klimaatakkoord van Parijs. In dat akkoord hebben 55 landen, samen verantwoordelijk voor 55 procent van de totale uitstoot van broeikasgassen, in 2015 afspraken gemaakt om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en zo de opwarming van de aarde te beperken. Om dat te bereiken moet het gebruik van fossiele brandstoffen worden afgebouwd en vervangen door duurzame brandstoffen.

WINDENERGIE VOORZIET 11 MILJOEN HUISHOUDENS VAN ELEKTRICITEIT

Tot 2020 zijn in het Nederlandse deel van de Noordzee tot zo’n 20 kilometer uit de kust vijf windparken gebouwd: voor de kust van Egmond aan Zee, voor de kust van IJmuiden en ten noorden van de Waddeneilanden (Ameland en Schiermonnikoog). Sinds het befaamde Nederlandse tendersysteem is geïntroduceerd zijn de prijzen voor offshore windenergie sterk gedaald en zijn ondertussen de Borssele windparken voor de kust van Zeeland in bedrijf genomen. In de nabije toekomst worden er nog meerdere bijgebouwd. Doel is dat de windparken samen in 2030 11000 MegaWatt elektriciteit gaan produceren, wat gelijkstaat aan het jaarlijks gebruik van ongeveer 11 miljoen huishoudens.

TNO heeft veel kennis en expertise over de (door)ontwikkeling van afzonderlijke windturbines. Er is veel kennis om te voorspellen hoeveel kracht de wind op de bladen van de turbine uitoefent en in welke mate die kracht de bladen vervormt. Als die kracht te groot wordt, gaan de bladen trillen en uiteindelijk stuk. Er wordt continu onderzoek uitgevoerd om met betere materialen en betere technieken grotere en krachtigere windturbines te bouwen waarmee steeds goedkoper windenergie kan worden opgewekt.

HALIADE X

TNO voert uitgebreide metingen uit op, in en bij de Haliade-X 12MW offshore windturbine. Ten tijde van installatie was deze windturbine de grootste ter wereld en heeft de turbine al een upgrade ondergaan naar 13MW.  Onderzoek aan windturbines is voor TNO op zich een vertrouwd wetenschappelijk domein, maar de ongekende hoogte (260 meter), bladlengte (107 meter) en dus diameter van 220 meter verleggen de grenzen van kennis over aerodynamica. Het ontwerp en de berekeningen van moeten steeds nauwkeuriger om de toekomstige grote turbines met grote zekerheid te kunnen ontwerpen. Daarom zijn de validatiemetingen belangrijk voor alle windturbinefabrikanten, waaronder GE Renewable Energy, evenals voor de fabrikanten van de bladen en andere componenten.

INNOVATIES VOOR OPTIMALE WINST WINDTURBINES OP ZEE

Niet alleen het ontwerp van de afzonderlijke windturbine bepaalt de opbrengst. Ook de locatie op zee en de positie van de windturbines ten opzichte van elkaar zijn belangrijke factoren. Met speciale controltechnologie worden de windturbines zo op elkaar afgestemd dat er zo min mogelijk verliezen zijn: die ontstaan doordat de windsnelheid direct achter de turbine lager is. TNO voert pilots uit om uit een geïntegreerd ontwerp van middelgrote en grote windparken op zee een optimale winst  te behalen. Deze technologie die door TNO is ontwikkeld en gepatenteerd is ondertussen in licentie gegeven.

Innovatieve technologie wordt ook toegepast in de installatie, het transport en het beheer en onderhoud van windparken. TNO heeft modellen ontwikkeld waarmee precies kan worden uitgerekend welk onderhoud van welke turbine wanneer het meest kostenefficiënt is.

INFRASTRUCTUUR WINDSTROOM: SLIMME AANSLUITING OP LAND

Zware infrastructuur maakt het mogelijk om opgewekte windstroom rechtstreeks over zee te transporteren van het ene land naar het andere. Dat stelt energiemaatschappijen in staat om elektriciteit te leveren waar die het meeste opbrengt en tegelijkertijd congestie te voorkomen: overschotten in het ene land kunnen makkelijk worden getransporteerd naar het andere land. TNO doet onderzoek naar technologieën om de opgewekte energie op zee aan te sluiten op de netwerken op land en ontwikkelt daarvoor het SWITCH fieldlab.