Project MEXICO: Metingen in een zeer grote windtunnel

In de Noordoostpolder bevindt zich de grootste windtunnel van Europa. De DNW, de Duits-Nederlandse Windtunnel, is opgezet om diverse tests met grote objecten door te kunnen voeren. Met veel succes en onder grote belangstelling, is in december de eerste test op een model van een windturbine uitgevoerd. Opdrachtgever ECN was blij dat de windturbine, met een diameter van 4,5 meter, de test met goed gevolg heeft doorstaan. De verdere data-analyse zal nog veel werk vergen.

Het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) heeft vorig jaar december in de grootste Europese windtunnel DNW in Marknesse (Flevoland) unieke metingen verricht aan een model van een windturbine. Met deze metingen onderzoekt ECN de aerodynamische eigenschappen van een windturbine. Hiermee worden ontwerprisico's verkleind en het rendement van een windturbine vergroot. De analyse van de resultaten is echter nog in volle gang en verwacht wordt dat er nog vele jaren gebruik gemaakt gaat worden van deze metingen.

DNW wind tunnel, waar de metingen aan het model zijn uitgevoerd.

Herman Snel en Gerard Schepers, wetenschappelijk medewerkers bij ECN: "De afmetingen en de complexiteit van windturbines zijn in de afgelopen jaren sterk toegenomen. Hierdoor hebben producenten meer behoefte aan betrouwbare ontwerpprogrammatuur. De aerodynamische modellen in de bestaande programmatuur bevatten teveel onzekerheden. Om de ontwerprisico’s en de kosten in het ontwerp te reduceren, moeten deze onzekerheden worden verkleind. Dit kan alleen door het uitvoeren van gedetailleerde metingen aan het rotorblad."

In verschillende regio's in de wereld zijn in voorgaande jaren op buitenlocaties metingen uitgevoerd. Het blijkt echter lastig om hieruit bruikbare gegevens te destilleren. Dit komt door de fluctuerende windsnelheid en -richting. Hierdoor moet een bepaalde onzekerheid ingecalculeerd worden. In een windtunnel kan men een bepaalde windsnelheid én -richting vastleggen. Een nadeel van metingen in een windtunnel is dat men met kleine modellen moet werken. Wanneer het model moet voldoen aan bepaalde aerodynamische eisen, moet de in te zetten windtunnel ook gigantische afmetingen hebben.

Windturbine testopstelling in de windtunnel.

De metingen zijn uitgevoerd binnen het EU project 'Mexico: Measurements and EXperiments In COntrolled conditions'. Het experiment bestond uit het instrumenteren van een rotor met een diameter van 4,5 m. Deze is geplaatst in de DNW windtunnel, die met een afmeting van 9,5 x 9,5 m2 de grootste tunnel van Europa is. In deze tunnel is vervolgens een uitgebreid meetprogramma uitgevoerd waarbij zowel de druk op de bladen gemeten werd, als ook details van de stroming rond bladen en rotor.

Snel en Schepers: "We hadden een planning om augustus 2005 met testen te beginnen. Maar het te testen model - zonder de bladen - dat vanuit Israël naar Nederland werd getransporteerd, werd beschadigd aangeleverd in Nederland. Hierdoor liep het project een jaar vertraging op. Het grootste probleem was toen de huurperiode van de windtunnel. Wereldwijd zijn er maar enkele grote windtunnels, met een overvolle agenda ver van te voren. Augustus 2006 lukte niet meer, maar doorschuiven tot in 2007 was ook geen optie. Een van de twee grote geldschieters van het project, de Europese Commissie, had namelijk bepaald dat de absolute deadline voor dit project 31 december 2006 moest zijn. Gelukkig hebben we het project net op tijd kunnen afsluiten met de testen in december.'

Het experiment is medio december 2006 uitgevoerd en heeft reeds zeer unieke bevindingen getoond. Het project is uitgevoerd door een consortium bestaande uit 9 onderzoekspartners uit 6 landen waaronder Denemarken, Zweden, Griekenland en Israel. ECN is in dit project de coördinator.