Informatietype:
Project
Thema:
Ontwerp en exploitatie windparken op zee
Unit:
ET

Betere prestaties windparken door Wind Farm Control

In een windmolenpark beïnvloeden windturbines elkaar door zogenaamde zog-turbulentie. Een zog is wind die is veranderd nadat deze door een windturbine is gestroomd. Omdat een windturbine energie onttrekt uit de wind, neemt de windsnelheid af en de intensiteit van de turbulentie toe. Dit verlaagt de energieproductie van de windturbines die achterin het park liggen en vergroot hun structurele belasting, en dus de slijtage.

Betere prestaties met active wake control

Toch is het nog steeds gebruikelijk om windturbines afzonderlijk in te zetten. Daarom hebben we een methode ontwikkeld, Active Wake Control (zog-beheersing), waarmee de afzonderlijke windturbines binnen een windpark op een gecoördineerde manier worden bediend. Het verhoogt de jaarlijkse energieproductie, verlengt de levensduur van de turbine en verlaagt de kostprijs van windenergie. Onlangs heeft TNO een methode ontwikkeld om de opbrengst van windparkbesturing te valideren. Dit is gedaan in een pilot campagne voor een windpark op zee.

Meer weten over Active Wake Control?

Lees het rapport 'Active Wake Controle Validation Methodology' (Engels)

Hoe active wake control ontstaat

Active Wake Control kan op twee manieren worden bereikt. Door de windturbines voorin het windpark op een lager vermogen te moduleren om zo de windsnelheid in hun zog te verhogen, de zogenaamde inductiecontrole. Of door de rotoren scheef op de windrichting te zetten om zo het zog langs benedenwindse windturbines te sturen, dit noemen we zog-sturing.

Zog-sturing in het windpark

Zog-sturing is meestal gunstiger dan inductiecontrole, maar heeft ook een grotere invloed op de turbinebelasting. Daarom hebben we uitgebreid onderzoek gedaan naar de effecten van Active Wake Control op zowel de jaarlijkse energieproductie als structurele belastingen. De resultaten zijn positief: de vermoeiingsbelasting neemt af onder zog-sturing, terwijl tegelijkertijd de toename van de jaarlijkse energieproductie op 1% wordt geschat.

Valideren op grote schaal

In testvelden heeft de steeds volwassener geworden technologie zich inmiddels bewezen. Een volgende stap is om Active Wake Control te valideren in echte commerciële windparken op zee. TNO heeft een validatiemethode ontwikkeld die alleen gebruik maakt van het ‘Supervisory Control and Data Acquisition’ (SCADA) systeem, dat algemeen beschikbaar is voor commerciële windparken. De metingen van windturbinesensoren wordt gebruikt om de impact op de jaarlijkse energieproductie te kwantificeren. Dit kan op turbineniveau worden onderzocht. De validatiemethode is ontwikkeld om op elk windpark te kunnen worden toegepast.

Wake model farmflow

Voor de nauwkeurige berekening van de zogeffecten in grote offshore windparken heeft TNO de geavanceerde software FarmFlow ontwikkeld: een 3D ‘geparaboliseerde Navier-Stokes’ code die zeer nauwkeurige resultaten oplevert in een acceptabele rekentijd. In verschillende benchmarkstudies in het verleden is gebleken dat FarmFlow vaak de hoogste nauwkeurigheid biedt voor grote offshore windparken in vergelijking met andere zogmodellen.

Het model is gevalideerd aan de hand van windtunnelmetingen en grootschalige windparken. Door recente modelverbeteringen komen de FarmFlow-voorspellingen nog dichter in de buurt van de werkelijke metingen.

Meer weten over Wake Model Farmflow?

Lees het rapport 'Farmflow: extensivly validated and dedicated model for wind farm control' (Engels)

Meer informatie over Meer weten over Wake Model Farmflow? tonen verbergen

FarmFlow simulatie van 4 grote windparken bij Borsele

FarmFlow simulatie van 4 grote windparken bij Borsele

Laat je verder inspireren

6 resultaten, getoond 1 t/m 5

Duurzaam ontwerp om windturbines circulair te maken

Informatietype:
Artikel

Aan het eind van hun levensduur belanden de bladen van windmolens op de vuilnishoop. TNO werkt aan het ontwerp van volledig te rcyclen turbinebladen.

Offshore windcondities

Informatietype:
Artikel

Voor de ontwikkeling van windparken op zee hebben ontwikkelaars behoefte aan kennis van de windcondities. TNO kent de windcondities door windmetingen.

Efficiënt beheer en onderhoud van offshore windturbines

Informatietype:
Artikel

Onderhoud van windmolens op zee is een kwart van de kosten. TNO doet onderzoek hoe je onderhoud kunt maximaliseren.

Innovaties voor de grote windturbines van de toekomst

Informatietype:
Artikel

Nieuwe generaties windturbines volgen elkaar in hoog tempo op. Samen met partners werken we aan de uitdagingen van nieuwe generaties windturbines.

Windmolenpark op zee in hogere versnelling

Informatietype:
Artikel

Om uitrol van windenergie te versnellen onderzoeken en ontwikkelen we innovatieve technologieën en methoden voor windturbines en windmolenparken.