Drijvend verdeelstation voor windparken

De elektriciteit van windturbines in parken op zee wordt verzameld in substations. Voor diepere gedeelten is er nu een drijvende variant van zo’n verdeelstation, ontworpen door Nevesbu en Iv.

Bureau: Iv/Nevesbu
Project: Floating offshore substation
Dit is een van inzendingen voor De Vernufteling 2024. Van 14 tot en met 24 mei 2024 kunt u stemmen op uw favoriet. Een overzicht van alle inzendingen vindt u hier.

Voor de kust verrijzen in hoog tempo steeds meer windparken. Windenergie gaat in Nederland de komende decennia het grootste deel van de duurzaam opgewekte elektriciteit vormen.

Nu kunnen windturbines in de Noordzee nog op de bodem staan. Hetzelfde geldt voor de substations, de enorme installaties waar de turbines hun stroom afleveren en van waaruit gelijkstroomverbindingen naar de wal gaan.

Maar in veel gebieden op de wereld is de zee dieper en zullen zowel de windturbines als de substations moeten kunnen drijven. Deze locaties zijn zo interessant omdat het er bijna altijd hard waait, en zijn een ideale plek om windenergie te oogsten.

Drijvend substation

Nevesbu heeft, ondersteund door Iv, speciaal voor die locaties een drijvend substation ontworpen. Het substation kan de wisselstroom die van een windturbine komt, omzetten in hoogspanningsgelijkstroom (DC) of -wisselstroom (AC), waarna die via exportkabels naar het vasteland wordt getransporteerd.

Aan het substation worden hoge eisen gesteld. Het moet bestand zijn tegen de vochtige en zoute omgeving van zee, maar vooral tegen de heftige weersomstandigheden die er kunnen heersen, hoge golfslag en harde wind.

De elektrische componenten, zoals transformatoren, gelijkrichters en bijbehorende systemen, moeten tegen grote versnellingen kunnen. Ook de elektriciteitskabels zullen flink dynamisch worden belast, waardoor kapotgaan door vermoeiing op de loer ligt.

Schaalmodel

Hiervoor hebben Iv en Nevesbu een innovatief kabelgeleidingssysteem ontworpen en gepatenteerd, dat vermoeiingsproblemen bij de DC-exportkabels voorkomt, een cruciale factor voor het succes van de drijvende substations.

In oktober 2023 hebben de beide bedrijven bij MARIN een test uitgevoerd – zie de foto hieronder – met een schaalmodel van hun substation. Daaruit volgde dat de optredende versnellingen en de belastingen op de kabels vergelijkbaar zijn met waarden die volgden uit numerieke simulaties die al waren gedaan. De exacte resultaten van de modeltests worden nu geanalyseerd.