Met ‘slimme’ turbines op zoek naar het maximale rendement

Met het nieuwe schaalpark in de Wieringermeer kan ECN grensverleggend windonderzoek doen, dat onder andere antwoord moet geven op de vraag hoe windturbines in grote windparken op elkaar reageren. Op 5 september werd het schaalpark door burgemeester Leegwater (Wieringermeer) en gedeputeerde Heller (Provincie Noord-Holland) feestelijk  geopend.

^{Foto: P. Eecen, ECN}

Het schaalpark, gebouwd op het al bestaande ECN-testpark in de Wieringermeer, telt tien windmolens, tien kleine meetmasten en vier grote meetmasten. De windmolens hebben een rotordiameter van 7,6 meter, een tiphoogte van 11,3 meter en een vermogen van 10 kW. Daarmee is het schaalpark niet zo imposant als de machtige windturbines die sinds 2003 in de Wieringermeer staan. Maar, zegt weerman Erwin Kroll in zijn openingstoespraak, de onderzoeksresultaten van het schaalpark zullen dat naar verwachting wél zijn. “Dit schaalpark is echt het klapstuk van het onderzoek naar maximale rendementen voor windturbines. Als objecten zo dicht bij elkaar staan, heeft dat invloed op de luchtstromen. Dat moét je echt onderzoeken om windmolens zo slim mogelijk bij elkaar te kunnen zetten.”

Luchtstromen
In het schaalpark kan dat onderzoek worden uitgevoerd. Het unieke van het proefveld is dat turbines die vooraan in de wind staan, informatie doorgeven aan de overige turbines. Deze kunnen dan de stand van de rotorbladen en het toerental veranderen. Unitmanager Theo de Lange: “Met dit schaalpark kan ECN haar positie bij de wereldtop van het windenergie-onderzoek versterken. Door hier de luchtstromen in kaart te brengen, kunnen we regelstrategieën ontwikkelen en testen om de elektriciteitsproductie van windparken te verhogen. Het is daarmee een essentiële aanvulling op het rekenwerk dat de unit al jarenlang doet. De verminderde windsnelheid en veranderde windstructuur (zog) achter een windturbine zijn met de huidige modellen niet goed te berekenen, en ook onderzoek in windtunnels brengt geen uitkomst.”

Erwin Kroll :“De wind waait en de windmolen draait.”

Cultureel erfgoed
De opening op 5 september verliep in feestelijke stemming, ondanks de niet aflatende regen. In de stormvaste tent luisterden de gasten met belangstelling naar de conference van Erwin Kroll, die voor deze opening als gastheer optrad: “De wind waait en de windmolen draait. Zo is het al heel lang in ons land. Kijk naar deze turbines en zie hoe prachtig ze zijn. Nog even en je zult zien dat hier Japanners en Chinezen lopen met dikke camera’s om deze kunstwerken vast te leggen. Natuurlijk zullen ze die dan ook mee willen nemen. Ook onze huidige karakteristieke windmolens riepen vroeger protest op. Ze maakten herrie en zouden het uitzicht misvormen. Maar Nederland dankt zijn bestaan voor een groot deel aan deze windmolens. Windmolens zaagden het hout waarmee we onze handelschepen maakten, windmolens legden het landen droog voor de landwinning. Nu maken ze deel uit van ons culturele erfgoed en iedereen vindt ze prachtig. Zo zal het ook gaan met deze turbines: hier staat het culturele erfgoed van de toekomst!”

Op ludieke wijze stelden burgemeester Leegwater (Wieringermeer) en gedeputeerde Heller (Provincie Noord-Holland) de schaalturbines in werking: voor elk goed beantwoordde vraag van een ‘windquiz’, schalde een scheepstoeter over het schaalpark, waarna steeds een van de turbines van het schaalpark in beweging kwam. Op de vraag aan Leegwater wanneer de vergunning voor uitbreiding van het testveld erdoor komt, kon hij melden dat eraan gewerkt werd. “Ik zal niet verhullen dat er binnen de gemeenteraad wel enige ‘windmoeheid’ aan het optreden is.” zo zei Leegwater. “Er is twijfel. Het is nu aan de wethouders om de gemeenteraad te overtuigen, en als dat lukt heb ik er vertrouwen in dat de discussie voor het eind van het jaar kan worden gesloten. De vergunning volgt dan snel.”

Historie
Wim Stam, directeur ECN Windenergie Facilities BV, kijkt terug op het ontstaan én de realisatie van de plannen van een windschaalpark. “Twee jaar terug werd het idee geboren om een schaalpark op te zetten. Dat het hier in Wieringerwerf zou gaan gebeuren, was logisch. Vanwege de negen grote turbines die er staan, was de infrastructuur al aanwezig, zoals het meetpaviljoen waar signalen van de grote turbines binnenkomen. De signalen van de kleine turbines worden er eenvoudigweg aan toegevoegd.

Het aanvragen van vergunningen heeft nog veel tijd gekost. Het schaalpark ligt tussen twee grote windturbines (van elk 2,5 MW) op een strook grond die in het bestemmingsplan bestemd is voor windenergie. Toch bleek een ontheffingsprocedure nodig, omdat het plan geldt voor turbines met een ashoogte groter dan 40 meter. De schaalparkturbines zijn slechts 7,6 m hoog. Al met al een flinke klus dus, vergelijkbaar met het opzetten van een groot windmolenpark. En ECN Windenergie kan er nu mee aan de slag.”  

Kai-Uwe Broek, directeur van de Duitse firma Aircon, bouwer van de kleine turbines: “Deze turbines hebben we speciaal voor ECN gebouwd. We zijn gespecialiseerd in het bouwen van kleine windturbines, maar dit type hadden we nog nooit gemaakt. Het inrichten van dit windpark was voor ons dan ook zeer interessant. De turbines hier zijn precies in verhouding met de grote windturbines. Dat moest om de meetgegevens zo accuraat mogelijk te laten zijn. Ook hebben we speciaal voor ECN rotoren met bladhoekregeling gemaakt. Door deze intensieve samenwerking kunnen ECN en Aircon beide de vruchten plukken: zij door onze kennis en wij door de resultaten uit het onderzoek.” 

Informatie:
Meer informatie over het ECN Windturbine Testpark Wieringermeer, kunt u vinden op de website EWTW.

Contact:
Wim Stam
ECN Windenergie Facilities
Tel.: 0224 - 564025
stam@ecn.nl