In het zog van offshore windmolens

Om de productie van een windpark accuraat te kunnen inschatten, zijn simulaties een belangrijk hulpmiddel. Op deze manier kan een nauwkeurige business case voor een windmolenpark opgebouwd worden voordat dit windmolenpark in gebruik genomen wordt.

Een belangrijke factor hierbij zijn de vermogensverliezen ten gevolge van wake (zoggen). Dit effect vertraagt de instroom, wat resulteert in lagere elektriciteitsproductie. Verschillende modellen zijn beschikbaar om dit effect te bepalen. Een voorbeeld hiervan zie je hieronder.

Bestaande wake-modellen onderschatten echter bepaalde aspecten zoals far wakes en blokkage-effecten. Hiertoe ontwikkelt Cloud4Wake methodes om op basis van verschillende databronnen de parameters van wake-modellen te kalibreren, waaronder een scanning LiDAR.

LIDAR staat voor LIght Detection And Ranging en is een technologie die de afstand tot een object of oppervlak bepaalt door middel van laserpulsen. Lidar werkt volgens hetzelfde principe als radar: een signaal wordt uitgezonden en wordt later door reflectie weer opgevangen.

Verschillende types LIDAR worden toegepast binnen de windindustrie. Nacelle LiDARs worden het meest gebruikt en laten toe om de windsnelheid te meten op afstanden minder dan 1 km. Op die manier kan onafhankelijk nagegaan worden of de windturbine voldoet aan de opgegeven specificaties. 

Metingen op deze korte afstanden kunnen echter niet gebruikt worden om de hogerop vermelde wake-modellen te valideren. Hiervoor wordt er een beroep gedaan op een scanning LiDAR. Deze kan windsnelheden meten tot op een afstand van 10 km. 

Het is de bedoeling om deze LiDAR op verschillende locaties binnen de Belgische Noordzee te plaatsen om zo tot een globaal, gekalibreerd wake-model te komen.

Om bekend te raken met de scanning LiDAR, werd een tweedaagse training georganiseerd door Vaisala. Deze opleiding had als doel om de praktische installatie te demonstreren, en om de verschillende meetingstellingen van het apparaat te bespreken. 

Hierboven zie je de validatieopstelling van het toestel. Daarbij worden de metingen van het apparaat vergeleken met gecertifieerde meettoestellen. Hierna werd het toestel verplaatst naar een andere locatie om de installatie te oefenen en de benodigde installatiecertificatie te behalen.

VUB zal deze scanning LiDAR eerst onshore configureren zodat men ervaring kan opdoen met bepaalde aspecten van het toestel, zoals dataoverdracht, connectiviteit en onderhoud. In parallel wordt een offshore meetcampagne gepland met de uitbaters van windmolenparken in het consortium. 

In een tweede fase zal VUB het toestel offshore installeren en de resulterende data ter beschikking stellen aan de academische partners binnen het project.

Het Cloud4Wake-project streeft ernaar om meer inzicht krijgen in de wake-effecten van windmolens zodat het ontwerp van windmolenparken verbeterd kan worden. De partners in het project zijn VUB; KU Leuven; Sirris; en von Karman Institute for Fluid Dynamics.

Het project wordt gefaciliteerd door De Blauwe Cluster en krijgt financiële ondersteuning vanuit Vlaanderen via het Agentschap Innovatie en Ondernemen (VLAIO).