blik op de toekomst

Modellen optimaliseren de levensduur van windmolens op zee

6 april 2020 • 2 min leestijd

De komende jaren zal het aantal windmolens (windturbines) op zee toenemen. De stalen funderingsconstructies, de zogeheten monopalen, moeten bestand zijn tegen het zoute zeewater en tegen spanningen door wind en golven. Tot op heden is echter onvoldoende bekend wat het effect van deze belastingen is op de levensduur. TNO ontwikkelt modellen om de levensduur van deze monopalen beter te kunnen inschatten én te vergroten.

Meer informatie?

Wil je meer weten over het onderzoek van TNO naar ‘corrosie-vermoeiing’? Neem dan contact op met Richard Pijpers.

Contact

Bij het ontwerp van windturbinefunderingen voor de snel groeiende offshore-markt wil je graag rekening houden met de gecombineerde effecten van de wisselende belasting door wind en golven (vermoeiing) en het zoute water (corrosie). “Op dit moment is die kennis er echter nog onvoldoende. Het resultaat is dat er conservatief wordt ontworpen met relatief dikwandige constructies en dat er, wellicht onnodig, dure coatings worden ingezet. De effectiviteit van deze voorzorgsmaatregelen is echter onzeker, waardoor er in de praktijk alsnog problemen kunnen optreden met falende onderdelen en kostbare reparaties als gevolg”, vertelt TNO’er Richard Pijpers.

Levensduur van windturbinefunderingen

Om de inzet van materialen te optimaliseren en daarmee de kosten van fabricage en onderhoud van windturbinefunderingen te reduceren, is inschatting van de levensduur cruciaal. “Er is slechts in beperkte mate begrip van de degradatiemechanismen die een rol spelen bij offshore windturbinefunderingen. In onze groep hebben we veel kennis over het maken van modellen voor staalconstructies, zoals bruggen. Daarbij focussen we op het effect van vermoeiing op de levensduur, wat ook in offshore constructies een rol speelt. De wisselende belasting door wind en golven kan namelijk tot scheurtjes leiden. Voor de offshore windturbinefunderingen is het zaak om specifiek de scheurgroeisnelheid in zout water in kaart te brengen. Daarom ontwikkelen we modellen waarmee we de levensduur van kritische componenten in die constructies kunnen inschatten, waarin zowel de effecten van vermoeiing en corrosie worden meegenomen”, aldus Pijpers.

“We focussen op het effect van vermoeiing op de levensduur, wat ook in offshore constructies een rol speelt”

Project C-FLO

“We zijn eerst binnen TNO met dit onderzoek naar ‘corrosie-vermoeiing’ gestart. Vervolgens hebben we via het consortium GROW een grote groep marktpartijen betrokken en dit heeft geresulteerd in het project C-FLO (Corrosion Fatigue Life Optimisation), waarbij ook niet-GROW partners zijn aangehaakt. Met de 14 betrokken partners – Deltares, DNV-GL, Eneco, innogy, Ørsted, Parkwind, Posco, PPG Coatings, Rijkswaterstaat, Shell, Sif, TU Delft, Van Oord, en Vattenvall/Nuon  – willen we het begrip van mechanismen die de levensduur beïnvloeden vergroten. Zodat we daarmee uiteindelijk de stap naar de praktijk kunnen maken en het ontwerp, fabricage en onderhoud van windturbinefunderingen op zee verder kunnen optimaliseren”, legt Pijpers uit. Het project wordt uitgevoerd met Topsector Energiesubsidie van het Ministerie van Economische Zaken.

“Zo kan er op een eenvoudigere en minder conservatieve manier worden ontworpen tegen vermoeiing en corrosie”

Eenvoudiger ontwerpen tegen vermoeiing en corrosie

Het driejarige project is halverwege 2019 gestart en de voorbereiding voor de eerste experimenten zijn in volle gang. “We zijn vanuit TNO initiator en projectmanager van het C-FLO-project en daarnaast leveren we inhoudelijke kennis op met name het constructieve gebied. Het doel is om met modellen een inschatting van de restlevensduur te maken, en daarnaast ook sterktecurves op te stellen. Met deze modellen kun je diverse ontwerp- en onderhoudsscenario’s doorrekenen. Bovendien kunnen ontwerprichtlijnen beter worden aangepast op specifieke omstandigheden, waarmee op een eenvoudigere en minder conservatieve manier kan worden ontworpen tegen vermoeiing en corrosie. Van fundamentele kennis naar praktische toepassing dus”, benadrukt Pijpers.

Kennis voor andere toepassingen

Een positief bijeffect van C-FLO is dat met dit project de basis wordt gelegd voor het begrijpen van mechanismen die in de toekomst wellicht ook voor ander typen constructies, zoals damwanden en natte kunstwerken zoals sluizen en maritieme constructies, van meerwaarde kunnen zijn.

blik op de toekomst

Podcast Insights Seizoen 2 #23: Sterker uit de coronacrisis door innovatie

15 mei '20 - 1 min
Na de bankencrisis in 2008, verhoogde Duitsland de investering in innovatie en de Duitse economie bloeide hierdoor op. Door deze aanpak, beleefde Duitsland een ‘gouden... Lees meer
blik op de toekomst

De economie na het coronavaccin: hoe Nederland zich uit de crisis kan innoveren

11 mei '20 - 3 min
Nu de ‘intelligente lockdown’ stapsgewijs wordt versoepeld, groeit de aandacht voor de toekomst. Met de bankencrisis in ons achterhoofd willen we koste wat het kost... Lees meer
blik op de toekomst

Podcast Insights Seizoen 2 #22: De impact van corona op de arbeidsmarkt

1 mei '20 - 1 min
Door de coronacrisis en de huidige lockdown staat de arbeidsmarkt op zijn kop. Er waren al veel arbeidstekorten in de zorg, maar door de huidige omstandigheden loopt... Lees meer
blik op de toekomst

Podcast Insights Seizoen 2 #21: Het corona-effect

17 apr '20 - 1 min
Welke effecten gaat de coronacrisis hebben op maatschappij en economie? Voor de crisis waren er allerlei maatschappelijke ontwikkelingen gaande. Bijvoorbeeld op... Lees meer
blik op de toekomst

TNO Insights Podcast - Trailer seizoen 2: De impact van corona

10 apr '20 - 1 min
Wat betekent corona op de langere termijn voor onze maatschappij? In deze speciale serie van de TNO Podcast Insights gaan we op zoek naar de rol van innovatie in... Lees meer

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.