TU Delft intensiveert onderzoek drijvende windturbines

Nieuws - 19 april 2022 - Webredactie Communication

Als het aan de Europese Commissie ligt, is alle gebruikte energie in 2050 afkomstig uit duurzame bronnen. Maar om dit doel te kunnen halen, moet er – op grote schaal – gebruik worden gemaakt van drijvende windturbines, stelt Axelle Viré, windexpert aan de TU Delft. ‘Hoewel de techniek momenteel nog in de kinderschoenen staat, is de potentie enorm,’ legt Viré uit. ‘En om die potentie te verzilveren, lanceert de TU Delft het Floating Renewables Lab: een labfaciliteit die alle elementen uit de drijvende windturbineketen en andere offshore hernieuwbare energiebronnen, met behulp van numerieke modellen en AI, aan elkaar knoopt.’ 

Diepe oceanen

We hebben geluk in Nederland. We grenzen aan een ondiepe zee waar je windturbines op de bodem kunt bevestigen. Maar een groot deel van de wereldwijde oceanen is te diep, vertelt Viré. ‘Zodra de zee dieper is dan ongeveer vijftig meter, kun je de molens niet meer vastzetten op de bodem. Althans, het is dan veel gedoe en niet meer rendabel. Je zult ze op drijvende platforms moeten zetten die je met kabels en ankers op hun plek houdt.’ Het is een techniek die nu nog in de kinderschoenen staat, maar waarvoor inmiddels veel interesse is. Zo heeft de Europese Commissie voorgesteld om de Europese offshore windcapaciteit te verhogen van het huidige niveau van 12 GW tot 400 GW in 2050, waarvan naar verwachting een derde afkomstig zal zijn van drijvende windturbines. Dit zal worden aangevuld met 40 GW aan opkomende technologieën, zoals oceaanenergie en drijvende zonne-energie.

Van A tot Z

Welke rol het gloednieuwe Floating Renewables Lab in het realiseren van deze ambitie speelt, is wat betreft Viré klip en klaar. ‘Het Floating Renewables Lab vertegenwoordigt bijna de gehele windturbineketen. Van A tot Z. Zo wordt er aan de TU Delft gekeken naar welke kabels je het beste aan de zeebodem kunt bevestigen, maar bijvoorbeeld ook naar hoe je al die drijvende windturbines ten opzichte van elkaar moet neerzetten. Door daar onderzoek naar te doen, kun je het energierendement substantieel verhogen. Het sturen van het zog – de zuiging die ontstaat door de beweging van zo’n turbine in water – is daar een mooi voorbeeld van. Daarbij wordt gekeken naar het doelbewust veranderen van de hoek waaronder de windturbinebladen in de wind staan. Het effect daarvan is dat het zog achter de turbine gedeeltelijk of geheel óm de volgende turbine heen wordt gestuurd. Dat levert energiewinst op.’

Magisch getal acht

Het unieke aan het Floating Renewables Lab is dat het een combinatie van acht bestaande faciliteiten is, die alle acht hun eigen unieke eigenschappen bezitten. Viré: ‘Het is niet uniek dat we bij de faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek & Technische Materiaalwetenschappen (3mE) een towing tank hebben staan, waar onderzoek gedaan wordt naar hoe drijvende windturbines zich gedragen als er bijvoorbeeld huizenhoge golven ontstaan. Of dat er bij Civiele Techniek en Geowetenschappen (CiTG) een enorme hexapod te vinden is – een zesbenige robot van 6 bij 5 bij 3 meter – waarmee we zo’n turbineconstructie beter kunnen maken. Of dat er bij de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek (LR) onderzoek gedaan wordt naar de aerodynamische eigenschappen van drijvende turbines. Nee, het unieke zit ‘m in het feit dat al deze faciliteiten virtueel aan elkaar geknoopt worden. Sommige onderdelen van het systeem worden fysiek getest, terwijl anderen worden nagebootst met behulp van numerieke modellen die bijvoorbeeld zo’n hexapod kunnen besturen. Dit vereist snelle en nauwkeurige modellen. Onderzoek op het gebied van AI kan hierbij als hefboom fungeren, zodat die real-time modellen alsmaar beter en beter worden.’

De energietransitie versnellen

Recordtemperaturen, extreme droogte, overstromingen, smeltend zee-ijs, harde wind: radicale weersomstandigheden komen steeds vaker voor en hebben een verwoestend effect op ons leven. Doen we niets, dan is onze planeet – binnen mum van tijd – onleefbaar. Het is dan ook niet zonder reden dat bijna alle landen van de wereld – in het Klimaatakkoord van Parijs en tijdens de klimaattop in Glasgow – afgesproken hebben om de opwarming van de aarde onder de twee graden te houden.

De TU Delft heeft alle expertise in huis om hier een belangrijke rol in te spelen en de energietransitie te versnellen. Met zo’n duizend wetenschappers is de TU Delft een van de grootste onderzoeksinstituten in Europa op het gebied van energie. Onze mensen bedenken, ontwerpen, maken en implementeren. Of het nu gaat om wind- en zonne-energie, waterstof, nieuwe synthetische brandstoffen of kernenergie: we hebben het allemaal in huis. Van fundamenteel tot toegepast en weer terug. En dat alles gebeurt op een manier die de TU Delft kenmerkt: met de poten in de klei. En in samenwerking met bedrijven, beleidsmakers, business developers en sociale wetenschappers uit heel Europa – sterker nog: heel de wereld. Het uiteindelijke doel? Een schone, veilige, betaalbare toekomst. Voor iedereen.

De TU Delft lanceert het Floating Renewables Lab: een labfaciliteit die alle elementen uit de drijvende windturbineketen en andere offshore hernieuwbare energiebronnen, met behulp van numerieke modellen en AI, aan elkaar knoopt.

Q-meeting

Tot nog toe zijn er maar weinig plekken in de wereld waar op deze manier – en in deze omvang – onderzoek gedaan wordt naar drijvende windturbines. Maar ook op onderwijsgebied is het Floating Renewables Lab een unieke kans. Viré: ‘We laten studenten zien hoe we – door verschillende voorzieningen aan elkaar te knopen – van wind naar Watt gaan. Daarnaast hopen we ons lab te kunnen verbinden aan faciliteiten van partneronderzoeksinstituten en bedrijven. Een mooie aanzet hiertoe is de Q-meeting Offshore Wind van woensdag 20 april, een initiatief van Siemens en Van Oord. TU Delft host deze editie. Daarmee geven wij aan dat intensieve samenwerking met industrie, overheden en NGO’s broodnodig en onvermijdelijk is, willen we impact maken op het gebied van onderzoek en innovatie.’

Tech for Energy

We staan in Nederland aan het begin van een enorme energietransitie. Om onze CO2-uitstoot te verminderen, de opwarming van de aarde te beperken en hiermee een leefbare planeet achter te laten voor toekomstige generaties. Dag in dag uit werken wetenschappers aan de TU Delft aan projecten die dit proces versnellen. Met de campagne ‘Tech for Energy’ draagt het Universiteitsfonds Delft bij aan deze onderzoeken en aan de ambitie van de universiteit om hierin in Nederland een voortrekkersrol te nemen. Het eerste project dat het Universiteitsfonds ondersteunt is het 24/7 Energy Lab. Lees via de link hieronder meer over de Tech for Energy-campagne van het Universiteitsfonds. 

/* */