Windmetingen en validatietechnieken

Grenzen opzoeken

Windturbines worden steeds groter om daarmee de kosten van windenergie te kunnen verlagen. Met de afmetingen van de zulke grote machines zoals de Haliade-X, te weten een tiphoogte van 245 meter, een bladlengte van 107 meter en daarmee een diameter van 220 meter, worden de grenzen van kennis over aerodynamica verlegd. Ontwerpers zoeken voortdurend de grenzen op waarbij krachten en belastingen exponentieel toenemen. Met de groeiende afmetingen neemt het belang van meten en valideren verder toe. De uitkomsten van ontwerpberekeningen zullen altijd in de praktijk op volle schaal getest moeten worden.

Unieke combinatie van kennis

Om de metingen aan de Haliade-X te kunnen doen hebben TNO-experts de ongeveer 135 meter hoge mast tijdens de bouw voorzien van tal van sensoren. Ook de gondel waarop de rotorbladen worden bevestigd, zijn bij de installatie op de toren voorzien van allerlei meetapparatuur. Al tijdens de fabricage van de ruim honderd meter lange bladen bij LM Wind Power in Cherbourg monteerden de TNO’ers daarin verschillende sensoren. TNO levert hier een unieke combinatie van kennis van wind, aerodynamica, sensoren en modellen. Het ontwerp en de modelberekeningen van de bladen en de andere componenten van de turbine zijn door de metingen in de praktijk gevalideerd.

Geavanceerde metingen aan bladen

De lengte van de bladen van windturbines neemt steeds verder toe en daarmee de behoefte ze flexibel en rendabel te houden. Voor zowel ontwerp als het operationeel zijn van grote windturbines is doorbuiging in beide richtingen en het torsie-gedrag cruciaal. En dat zonder de aerodynamische opbrengsten te verliezen. TNO doet onderzoek om het torsiegedrag van bladen vast te meten en te modelleren bijvoorbeeld aan de Haliade-X.

Daarnaast werken we in het TIADE project samen met GE Renewable Energy en LM Wind Power en voeren we verfijnde, aerodynamische metingen uit aan grote, geavanceerde turbinebladen. Nieuwe en alternatieve meetmethoden zijn uitgetest en vergeleken voor verdere ontwikkeling van de bladen.

Prestaties valideren

Bedrijven in deze industrie zijn zowel voor hun eigen innovatieve ontwikkeling als voor certificering voortdurend op zoek naar de meest betrouwbare metingen. Ze zijn nodig om nieuwe prototypes te certificeren, de prestaties van een werkende windturbine te valideren of om een solide businesscase voor windparken te bouwen.

TNO is ISO 17025 geaccrediteerd en doet metingen volgens de strenge normen van de International Electrotechnical Commission (IEC-61400). Verder is TNO een erkend IEC Renewable Energy testlaboratorium (IEC RE TL) voor energieprestaties en mechanische belastingen. TNO is tevens mede-oprichter van MEASNET, een internationaal netwerk van meetinstituten.