Hebben drijvende windturbines de toekomst?

De TU Delft gaat meer onderzoek doen naar drijvende windmolens. Het Nederlandse Heerema introduceert een nieuwe methode om ze grootschalig te plaatsen. Drijvende windmolenparken worden rendabel.

Windenergie speelt een grote rol in de energietransitie. Als het aan de TU Delft en Heerema Marine Contractors ligt drijft de volgende generatie windmolens op het water. De eerste maakte dinsdag bekend een nieuw lab op te richten om innovaties voor drijvende windmolens te onderzoeken en de tweede introduceerde donderdag (los daarvan) een methode om deze turbines goedkoper en grootschaliger te installeren.

 

Ondiepe zee raakt vol

Toen begin dit jaar het vrachtschip Julietta D in de Noordzee op drift raakte en in een windpark belandde, werd ineens duidelijk wat eigenlijk al bekend was: de Noordzee is al behoorlijk volgebouwd. Om toch aan de toenemende vraag naar duurzame windenergie te voldoen, kan het voor de bouwers van windturbines lonen om de aandacht te richten op diepere wateren, verder van de kust.

Maar hoe bouw je een windmolen in water van soms meer dan vijftig meter diep? De traditionele aanpak, waarbij (de fundering van) de windmolen op de zeebodem wordt gebouwd, zou zo duur worden dat de windmolen niet meer rendabel te maken is. Dat verklaart de groeiende interesse in drijvende windturbines.
 

 

Drijvende windmolens

Het idee is simpel. De windmolen staat niet op de zeebodem, maar op een drijvend platform. Om te voorkomen dat het platform alle kanten op drijft, wordt het met een kabel aan de zeebodem verankerd. Andere kabels vervoeren net als bij reguliere windparken de opgewekte energie.

In de zee bij Schotland drijft sinds 2017 al een vijftal van deze windmolens Maar om deze vorm van windenergie rendabel te maken zijn volgens Axelle Viré, windexpert aan de TU Delft, twee dingen nodig: schaalvergroting en innovatie. Met dat laatste houdt Viré zich bezig in het nieuwe Floating Renewables Lab.

 

Innovatie

Hoewel de industrie snel verandert en om innovatie vraagt, blijft het onderzoek naar drijvende windturbines momenteel ver achter, legt Viré uit. ‘De gebruikte gereedschappen, modellen en ontwerpen zijn ontwikkeld voor vaste windturbines.’ Onderzoek zou zich volgens haar veel meer moeten richten op de unieke uitdagingen en kansen van drijvende windmolens.

Het Floating Renewables Lab moet daadwerkelijke innovatie mogelijk maken. Omdat dit lab een gecontroleerde omgeving vormt en deels op simulaties rust, vormt het een goede, goedkope omgeving om met de ideale vorm van drijvende windmolens te experimenteren. Pas  als die experimenten succesvol zijn, worden de toekomstige, innovatieve windturbines in het diepe gegooid en volgen er tests op zee.

Achtdelig lab

Het lab bestaat uit acht faciliteiten. In iedere faciliteit staat een ander deel van de condities centraal waaraan drijvende windmolens worden blootgesteld. Denk hierbij aan wind, golven of ijsvorming. Omdat deze condities niet los van elkaar kunnen worden gezien (op zee kunnen ze allemaal tegelijk een rol spelen), zetten de onderzoekers kunstmatige intelligentie (AI) in om de gegevens uit de verschillende faciliteiten te koppelen.

Zo staat de turbine tijdens de test in de windtunnel op een hexapod, een zesvoetige robot die door te bewegen het dobberen van het drijvende platform op zee kan simuleren. Hoe de zesvoeter dit zo realistisch mogelijk doet, heeft de AI geleerd op basis van de testresultaten van de golftank. Op deze manier verbindt de AI de acht faciliteiten zodat de turbines zo compleet mogelijk kunnen worden getest.

 

Schaalvergroting

Ondertussen wordt ook buiten de TU Delft aan schaalvergroting van drijvende windparken gewerkt. Zo introduceerde het Nederlandse bedrijf Heerema Marine Contractors donderdag een nieuwe methode om drijvende windmolenparken te installeren. Het bedrijf is ervaren in het installeren van boorplatforms en wil de hijskraanschepen die het daarbij gebruikte nu inzetten voor drijvende windmolens.

 

Openingsbeeld: Heerema Marine Contractors