Digitalisering verbetert ontwerp en onderhoud windparken

Realtime monitoren

Zo onderzoeken we hoe zogeheten digitale tweelingen van windturbines en windparken zijn in te zetten om turbines en complete windparken realtime te monitoren. Een digitale tweeling is simpel gezegd een kopie van een bestaande turbine of park in de computer. De kopie probeert de werkelijkheid zo goed mogelijk weer te geven om op deze manier goed onderhoud te kunnen voorspellen. Deze techniek wordt ook in andere sectoren succesvol toegepast en de interactie met andere kennisdomeinen van TNO als ICT is groot.

Lagere kosten door voorspellen onderhoud

Voor windenergie biedt dat tal van nieuwe mogelijkheden. De digitale kopie draait in een computermodel rechtstreeks mee met de windturbines. Deze geven permanent metingen door van de sensoren in de turbine. Door het model steeds te voeden met meetgegevens kan het turbinemodel bijvoorbeeld berekenen wat er gebeurt in delen van de turbine die niet met sensoren zijn uitgerust.

Voor fabrikanten en operators betekent dit dat zij direct veel meer informatie krijgen op basis waarvan zij bijvoorbeeld onderhoud van componenten kunnen voorspellen. Beter plannen van onderhoud verlaagt de kosten van offshore windenergie enorm. Digitale tweelingen bieden ook kansen in het verbeteren van het ontwerp of het doorlopen van een testfase.

Kunstmatige intelligentie

TNO is vergaand gespecialiseerd in 'artificial intelligence' (AI), dat in uiteenlopende sectoren wordt toegepast, zoals zelfrijdende auto’s en cybersecurity. AI, zoals machine learning of reinforcement learning, zijn kennisgebieden van TNO die ook voor windenergie grote voordelen kunnen bieden. Deze technologieën worden ontwikkeld en toegepast in processen die draaien om interpolatie, optimalisatie en besliskracht.

Zo heeft TNO een machine learning algoritme ontwikkeld die meer waarde uit windmetingen haalt, om zo hele windvelden in kaart te brengen. Ook hebben we AI-technieken ontwikkeld om regelstrategieën van windturbines en beslismethodes voor onderhoudsstrategieën te optimaliseren.