Prof. dr. ir. Jan-Willem van Wingerden is met ingang van 12 december benoemd tot hoogleraar Data Driven Control bij het Delft Centre for Systems and Control. Jan-Willem van Wingerden richt zich in  zijn onderzoek op de meet– en regeltechniek van grootschalige mechatronische systemen die gedreven worden door een verstoring zoals bijvoorbeeld wind of golven. Uniek is dat zijn onderzoek zich bevindt op het raakvlak van meet –en regeltechniek en werktuigbouwkunde. 

Jan-Willem van Wingerden:

“Als een van de weinige werktuigbouwkundigen binnen de afdeling DCSC vind ik het fascinerend om naast het ontwikkelen van regelalgoritmen ook de effecten van regeltechniek te laten zien in een realistische omgeving, bijvoorbeeld tijdens veld- en windtunnelexperimenten. Als ik een beweging zie in het model wil ik het ook echt kunnen zien bij de applicatie. In mijn onderzoek op het gebied van windmolenparken pas ik dit principe toe. Dit heeft geleid tot een efficiënt werkende regelstrategie; de data-driven control cycle”. 

Jan-Willem van Wingerden

Data-driven control cycle

Voor het besturen van grootschalige systemen heeft Van Wingerden een regelstrategie ontwikkeld; de data-driven control cycle. Door constant metingen te doen in een realistische testomgeving brengt hij de effecten van verstoringen in beeld via data-gebaseerde modellen en gebruikt deze modellen om de regelaar bij te stellen. Hierdoor kan het gedrag van het systeem continue aan de omstandigheden worden aangepast. Deze grootschalige systemen zie je met name op het gebied van windenergie, offshore en High Tech systemen.  

Het onderzoek van Jan-Willem van Wingerden begeeft zich met name op het applicatiedomein windenergie. Zijn doel is om via de data-driven control cycle de energieproductie van windmolens te maximaliseren en tegelijk de belasting erop te minimaliseren. Van Wingerden gelooft in zelfpositionerende drijvende windmolenparken in de toekomst. Dit heeft volgens hem een enorme potentie: deze futuristische windparken kunnen wel veertig procent meer energie opwekken. Bovendien gaan ze veel langer mee, omdat ze minder belast worden. En dat komt allemaal, omdat drijvende windmolens, beter dan de huidige windmolens die stil staan, kunnen omgaan met het zog. Als een turbine energie uit de wind haalt, neemt de windsnelheid af en ontstaat er bovendien een turbulente stroming. Daar heeft de windmolen die er achter staat last van, omdat deze door minder wind niet alleen minder energie kan produceren; door de trillingen gaan de rotorbladen bovendien eerder stuk. Hoe dichter de windmolens in een park op elkaar staan, hoe groter die twee negatieve effecten. Daar wil Van Wingerden graag iets aan doen door zelfpositionerende drijvende windmolenparken te ontwikkelen. Deze parken werken als een team van slimme, zelfrijdende auto’s samen en zoeken continue waar ze idealiter zouden moeten staan om enerzijds zoveel mogelijk energie te produceren en anderzijds zo min mogelijk last te hebben van turbulentie, zodat ze zo lang mogelijk meegaan. Dat samenwerken is mogelijk, omdat in de toekomst elke windmolenturbine meetapparatuur heeft om de windkracht, de richting en de trilling te bepalen. Die data wordt vervolgens via algoritmen verwerkt om te voorspellen wat voor elke turbine de beste plek is.

 Jan Willem van Wingerden (1980) studeerde in 2004 cum laude af in de werktuigbouwkunde aan de TU Delft. In 2008 promoveerde hij, cum laude, in de werktuigbouwkunde bij het Delft Centre for Systems and Control (DCSC) op het onderzoek Control of Wind Turbines with ‘Smart’ Rotors: Proof of Concept & LPV Subspace. Na zijn promotie startte van Wingerden als tenure tracker bij DCSC (3mE),  verwierf in 2012 een NWO-VENI financiering voor zijn onderzoek Reconfigurable wind farms, en werd in 2013 Associate Professor. Van 2013 tot 2016 is hij twee keer verkozen tot beste docent van de master Control Engineering en een keer van de master Systems Control.