De turbines die vooraan in de wind staan iets afregelen, een extra schip voor het transport van onderhoudspersoneel: het zijn maatregelen die op het eerste gezicht opbrengst verminderen of geld kosten, maar integendeel voor de opbrengst van het windpark als geheel winst opleveren.

De voorbeelden komen uit het onderzoek dat het energieonderzoekcentrum ECN deed naar de optimalisatie van windparken op zee, en waarvan de resultaten deze week bekend worden gemaakt tijdens de Nederlandse Winddagen. ECN deed het onderzoek in het kader van het FLOW-programma (Far and Large Offshore Wind).

‘Parkmanagement houdt in dat je afstapt van optimalisering van de individuele turbine. In plaats daarvan kijk je naar de optimalisatie van het park als geheel. Dan kan het afregelen van bepaalde turbines ertoe leiden dat het gehele windpark meer produceert’, vertelt dr. Peter Eecen, Programme Development Manager Wind Energy van ECN.


Zog

Het zog achter windturbines. Bron: ECN

Hij doelt op de turbines die ten opzichte van de overheersende windrichting in het windpark vooraan staan. ‘De turbines direct erachter hebben vooral last van het zog dat de eerste rij turbines creëert. De turbinebladen van de tweede rij worden daardoor enorm belast. Dus als je de eerste rij iets terug regelt door de stand van de turbinebladen aan te passen, creëer je minder zog en wordt de productie van de tweede rij hoger, waarbij de gemiste productie bij de eerste rij wordt gecompenseerd. Daarbij wordt de tweede rij turbines ook nog minder belast.’ Daarbij gaat het overigens niet om heel grote percentages. ‘Je moet denken aan een verbetering van de opbrengst van een-twee procent, en elke procent telt.’

Er is echter nog een ander belangrijk voordeel , namelijk de belasting van de turbines. ‘De eerste rijen hebben het het zwaarst te verduren. Door afregelen verminder je de belasting en voorkom je slijtage. En altijd geldt: hoe minder uitval, hoe hoger de opbrengst.’


Scheef zetten

Een andere manier om de invloed van het zog te verminderen is de voorste turbine scheef op de wind te zetten. ‘Het zog stuurt dan langs de turbine die erachter staat.’ Voor dat scheef zetten is het wel belangrijk goed te weten waar de wind vandaan komt. ‘Draai je de turbine de verkeerde kant op, dan wordt de mechanische belasting juist groter, dat wil je per se niet.’

De geschetste aanpak is uitgebreid onderzocht op het windtestveld van ECN in de Wieringermeer, waar kleine 10 kW turbines een park vormen. ‘De eerste aanpak, het afregelen van de voorste turbines, hebben we ook op een heus park kunnen testen. De tweede methode, het uit de wind draaien, moet nog op volle schaal worden getest. Maar parkbeheerders zitten er niet op te wachten, ze willen alleen risico-loze experimenten uitvoeren met hun dure installatie.’ Eecen hoopt de test ooit te kunnen doen bij een windpark op zee dat al is afgeschreven. ‘Dan is er meer ruimte voor excperimenten.’


Mechanische belasting

Een andere uitkomst van het ECN-onderzoek is de ontwikkeling van een tool die de mechanische belasting van de turbines in kaart brengt. ‘Voor het onderhoud is het belangrijk over die gegevens te beschikken.’ Nu leveren de turbines van een windpark al heel veel data waarvan de beheerder vaak niet weet wat hij er mee moet, terwijl er ook nog eens extra sensoren nodig zijn om de mechanische belasting van de turbines goed genoeg in kaart te brengen. 

‘Onze tool maakt het mogelijk om, als een paar turbines van die extra sensoren zijn voorzien, de gegevens door te vertalen naar alle turbines in het park met gebruik van de operationele data die de turbines toch al leveren.’ De tool zorgt tevens voor ontsluiting van de data op een manier dat de beheerder er profijt van heeft.


Onderhoudsplanning

Weer een andere tool gaat over het plannen van het onderhoud. ‘Daarmee is het mogelijk om voor een bepaald  park, met zijn specifieke locatie, wind, golfpatroon en dergelijke uit te rekenen wat de impact van het onderhoud is op de productie van het park. Zo kun je bijvoorbeeld nagaan of het loont om een extra schip in te zetten voor transport van de onderhoudsploegen, want het aantal dagen dat er op zee kan worden gewerkt is beperkt, dus die wil je optimaal benutten.’ 

Met de planningstool  valt forse winst te halen. ‘Onderhoud is goed voor een kwart van de kosten van een windpark, en met onze tool zijn we in staat gebleken die onderhoudskosten met zo’n 10% te verlagen.’