TNO heeft afgelopen maand een nieuwe locatie op de Noordzee in gebruik genomen waar het continu de windkracht en windrichting meet op verschillende hoogten. Het doel: informatie vergaren waarmee de ontwikkelaars van windparken de best mogelijke locatie kunnen kiezen.

 

Wie nu aan de kust naar de einder tuurt, kan soms een paar windturbines ontwaren. Maar de komende jaren komen er op de Noordzee nog veel meer windparken bij. Dit jaar is de capaciteit aan windenergie op zee nog 4,5 gigawatt (piekvermogen), maar die wordt snel uitgebreid naar 21 gigawatt in het jaar 2030. Windparken zijn, samen met zonnepanelen op daken en in weilanden, de hoeksteen van de Nederlandse energietransitie.
 

Vierde meetlocatie

De nieuwe meetlocatie is TNO’s vierde op de Noordzee, en bevindt zich ongeveer tachtig kilometer ten noorden van Texel, op een boorplatform voor aardgas van de NAM. In dit gedeelte van de Noordzee had TNO nog geen meetlocaties. Hier is wel behoefte aan, omdat in het gebied ten noorden van de Waddeneilanden in de nabije toekomst meer windparken komen. Twee komen er al zeker, meer plannen liggen op de tekentafel. TNO wil ook hier dus meer metingen doen.

 

Figuur TNO


 

Meten met LIDAR

Op meetpunt L2-FA-1 meet TNO de windkracht en -richting met behulp van LIDAR (Light Detection And Ranging). Een lichtstraal beschijnt aerosolen (dat kunnen waterdruppeltjes zijn, maar ook zandkorreltjes of zoutdeeltjes) in de lucht. Het terugkaatsende licht wordt opgevangen in een detector en daarmee is te berekenen hoe snel deze minuscule deeltjes bewegen en in welke richting.

De deeltjes zijn zo licht dat ze een goede benadering zijn van de werkelijke windsnelheid. Deze meetmethode werkt tot een hoogte van 300 meter. ‘Kom je hoger dan raken de lichtpulsen verstoord en is de meting niet meer bruikbaar’, zegt windexpert Hans Verhoef van TNO. Ontwikkelaars van windparken willen graag de gemiddelde windsnelheid op verschillende hoogten weten.
 

Meetboeien

Zo’n windmeting met LIDAR staat in het geval van meetpost L2-FA-1 op een boorplatform, maar kan in principe ook op meetboeien functioneren. De meetdata die het nieuwe meetapparaat gaat doorsturen, wordt pas echt interessant na meer dan een jaar, vertelt Verhoef. ‘Hoe hard het waait, varieert van jaar tot jaar. Zou je maar één jaar meten dan bestaat de kans net een goed of slecht windjaar te treffen. Pas langjarige metingen geven een goed beeld van wat de opbrengst van een toekomstig windpark op deze plek kan zijn.’

De locatie van een windpark is van cruciaal belang, omdat de opbrengst ervan (in energie en dus in euro’s) sterk afhangt van de gemiddelde windsnelheid. ‘Het vermogen dat een windturbine opwekt hangt af van de windsnelheid tot de derde macht’, aldus Verhoef. Dus gemiddeld een klein beetje hardere wind vertaalt zich in een behoorlijk hogere opbrengst. En andersom: de verkeerde locatie kiezen, levert flink minder geld op voor de investeerder.
 

LIDAR-meetsysteem op het boorplatform. Foto TNO

 

Wind wegvangen

Het meten van de windsterkten op de Noordzee wordt steeds belangrijker, omdat er steeds meer windparken verrijzen. Die ontwikkeling kan ook nadelen hebben. Verhoef: ‘Dan zou het kunnen dat het ene windpark een beetje wind wegvangt van een park wat verderop. Dat is nu nog geen probleem, maar we weten dat het zog van een windpark meetbaar is tot kilometers verderop.’ Het zog is het gebied achter een windpark waarin het minder hard waait.
 

'Grotere hoogten'

Ook het KNMI doet windmetingen op zee, maar op een hoogte van tien meter, vertelt Verhoef. ‘Voor windturbines is de windsnelheid op grotere hoogten van belang.’ Samen met het KNMI en het bedrijf Whiffle heeft TNO de Dutch Offshore Windatlas (DOWA) opgezet. Daarmee is, behalve op de meetlocaties, ook op andere plekken een virtuele meetmast neer te zetten die de gemiddelde windsnelheid levert. Dat is, uiteraard, een schatting. Echt meten is altijd beter.

Daarom zou TNO graag op nog meer locaties in de Noordzee meetapparaten plaatsen. Verhoef: ‘We zouden er nog verder noordelijk willen plaatsen, een gebied waar naar verwachting nog veel meer windparken zullen komen. Wij willen een nog beter beeld van de te verwachten windsnelheden kunnen bieden aan de ontwikkelaars van windparken.’

 

TNO stelt de meetresultaten beschikbaar via de website WindOpZee.net.

 

Openingsfoto: een windpark op zee. Foto Depositphotos