Windenergie

De technologie van de toekomst

De TNO-technologie is belangrijk voor de ontwikkeling van een duurzaam energiesysteem. Belangrijke focusgebieden zijn het goedkoper en efficiënter maken van windparken. Daarnaast moet offshore windenergie in het energiesysteem integreren, en moet het passen binnen de ecologie. We ontwikkelen technologie om de windparken op de Noordzee efficiënter en goedkoper te maken. En we werken aan nieuwe en interessante technologie voor na 2030. Denk aan:

• onderhoud met robots
• opwekken van energie op grote hoogte met vliegers (‘kites’)
• ontwikkeling van een twintig tot dertig megawatt windturbine
• ontwikkelen van multi-rotorsystemen

Lage kosten en hoge productie

Expertisegroep Windenergie is een van de grootste onderzoeksgroepen op het gebied van windenergie. Onze technologieën worden na enkele jaren ontwikkeling als commerciële producten op grote windparken gebruikt. Dit verlaagt de kosten per kilowattuur en vergroot de productie. Voorbeelden van technologieën die door ons zijn ontwikkeld, zijn:

• bladontwerp van de windturbine
• regelaars
• ontwerp van ondersteuningsconstructies
• ontwerp van de grootste turbines ter wereld met behulp van geavanceerde TNO-modellen
• het ontwikkelen van geoptimaliseerde installatie en onderhoudsconcepten

Windparken optimaliseren

In 2019 is onze gepatenteerde windparkregeling-technologie toegekend om windparken op zee nog meer te laten produceren. Daar zijn we trots op. We helpen ontwikkelaars hun offshore windparken te optimaliseren. Ook doen we jarenlange metingen met LiDARs op offshore platformen om nauwkeurig de windcondities in kaart te brengen. Dit meten we tot driehonderd meter hoogte in gebieden waar Nederlandse windparken op zee worden ontwikkeld.

Windenergie in het energiesysteem

Omdat windparken op zee zo belangrijk worden, is aandacht nodig voor de integratie in het energiesysteem en de ecologie. In samenwerking met Wageningen Universiteit ontwikkelen we het systeemintegratie ‘fieldlab’ SWITCH. Ook doen we onderzoek naar multifunctioneel gebruik van de ruimte. Denk daarbij aan de ontwikkeling van natuurwaarde in windparken en ontwikkeling van een zeewiersector.

Technologische doorbraken nodig

Specifieke windturbines worden mede met TNO-technologie ontwikkeld tot twaalf megawatt en groter. Het gaat dan om de horizontale-as, driebladige, ‘downwind’ windturbines. Omdat windparken op zee zoveel groter worden, zijn doorbraaktechnologieën noodzakelijk. Alleen dan kan de ontwikkelsnelheid worden bereikt tot een grootte die hoort bij een CO2-neutrale maatschappij in 2050.

Expertise van TNO in windenergie

We zijn betrokken bij de ontwikkeling van nieuwe en innovatieve technologie. Instituten als TNO moeten deze ontwikkelingen verkennen, ook al wordt deze technologie nog niet commercieel ingezet in de huidige markt. Deze instituten kunnen de basis daarvoor ontwikkelen, vanuit onze expertise. TNO heeft de volgende expertises in windenergieonderzoek:

• Ontwerpen van offshore windparken.
• Ontwerpen van windturbines, regelaars en componenten.
• Ontwerpen van ondersteuningsconstructies.
• Ontwikkelen van methodieken voor health monitoring.
• Ontwikkelen van validatietechnieken, om innovaties te demonstreren en valideren. Zoals LiDAR-metingen en fiberoptische rekmetingen.
• Verrichten van ‘power performancemetingen’ en mechanische belastingsmetingen aan windturbines. Hiervoor zijn we geaccrediteerd.
• Bedenken van technologie en methoden voor het ontwikkelen van innovaties voor ‘end-of-life’ oplossingen en Life Cycle Assessments.

Eigen ontwerptools

We ontwikkelen en gebruiken van eigen ontwerpinstrumenten voor allerlei ontwerpuitdagingen, zoals ontwerp van ‘airfoils’, bladontwerp, regelaarontwerp en windturbine-ontwerp. Voor de volgende toepassingen ontwikkelen en gebruiken we ook onze eigen ontwerptools:

• Ontwerpen van installatie- en onderhoudsconcepten.
• Berekenen van de opbrengst van offshore windparken met eigen ontwerptools en nauwkeurige ‘zogmodellen’.
• Ontwerp van het electriciteitsnet op zee, aansluiting van windparken op het net en de impact op elektriciteitsmarkten.