Hoe grote windparken op zee optimaal energie produceren

Zogeffect

Het gaat hier om wat in het jargon ’zogeffecten’ heet: net als bij een vliegtuig ontstaan er achter elke windturbine bepaalde, vaak zeer onregelmatige, windstromen. Door die nauwkeurig te meten en in kaart te brengen kan per turbine de ideale bedrijfsstand worden bepaald. Onderzoekers van TNO hebben een methode ontwikkeld om deze effecten te kunnen berekenen. Zo ontstaat een precies beeld van alle luchtbewegingen in het hele veld.

Maximale opbrengst

Normaal gesproken worden in windparken de turbines zo goed mogelijk op de wind geplaatst. Het is echter duidelijk dat een turbine in deze verstoorde luchtstroom achter een andere niet alleen minder wind vangt, maar ook zwaarder wordt belast en componenten eerder slijten. Daarom is het niet altijd zinvol per turbine een optimale energieproductie na te streven. TNO heeft een aanpak ontwikkeld waarin enkele turbines suboptimaal worden bedreven, maar waarin alle turbines samen voor een maximale opbrengst van het hele park zorgen. Die is hoger dan wanneer dat individueel zou worden nagestreefd.

Meest gunstige windstromen

Deze gepatenteerde methode wordt Active Wake Control (AWC) genoemd. De turbines voor in het windpark worden zo ingesteld dat de windsnelheid in hun zog hoger wordt en de turbines erachter beter renderen. Dat kan bijvoorbeeld door de rotoren in een iets andere hoek te plaatsen en zo de meest gunstige windstromen door het hele park te realiseren. Met behulp van de awc-methode is de totale energieproductie uit de windparken te verhogen, de levensduur te verlengen en de kosten te verlagen. TNO heeft onderzocht wat de effecten van awc zijn op zowel prestaties als belasting van de windturbines. Het gaat in beide situaties om enkele procenten winst, wat voor exploitatie significant is.

Meer winst, minder verlies

Awc is recent getest in een groot project met partner siemens gamesa renewable energy (SGRE). Hieruit bleek dat door de inzet van awc zogverliezen verminderd konden worden. Met als resultaat een toename van de productie met een procent. Alle windturbines worden gemonitord en volautomatisch aangestuurd op basis van steeds veranderende windcondities om de productie van het windpark continu te optimaliseren.