Mogelijkheid van hydraulisch windpark onderzocht

Een onderzoeker van de TU Delft heeft voor zijn promotie bekeken of het mogelijk is om op zee een ‘hydraulisch’ windpark neer te zetten. Zijn theorie zou vooral betekenen dat windturbines lichter kunnen worden.

Offshore wind-energie is een competitieve Europese energiebron aan het worden. De groei van wind op zee uit zich in de grote windparken die worden gepland en gebouwd in de Noordzee, waarmee vermogens op GW-niveau (GigaWatt) worden behaald. In de conventionele windturbines bevinden zich helemaal bovenin zware generatoren, waardoor eveneens zware torens nodig zijn. Om een inzicht te geven: als generatoren 1000 kilo minder zouden wegen, zou de toren 1900 kilo minder zwaar hoeven te zijn.

Antonio Jarquin Laguna onderzocht voor zijn promotie aan de TU Delft of het mogelijk is om zoveel mogelijk van die zware generatoren te vervangen en zo het gewicht van veel turbines substantieel te verkleinen. Verschillende windturbines bij elkaar zouden kunnen bijdragen aan hydraulische druk, dat geconverteerd wordt naar een centrale locatie. 

Verdringingspomp

In de huidige toepassing wordt de geproduceerde elektriciteit per windturbine in een windpark naar een centraal offshore-platform geleid en daar geconditioneerd, voordat het door kabels over de zeebodem naar de kust wordt getransporteerd. In dat opzicht kan een offshore-windpark gezien worden als één energiecentrale die elektriciteit produceert door middel van honderden multi-MW-generatoren.

In het concept van Antonio Jarquin Laguna zou de elektriciteitsproductie op een gecentraliseerde wijze in een windpark plaatsvinden, waardoor slechts enkele hoge-capaciteitsgeneratoren nodig zijn. 

Jarquin Laguna richtte zich in zijn onderzoek op een nieuwe manier van generatie. Deze manier zorgt voor het bij elkaar brengen en de transmissie van windenergie binnen een windpark op zee, waar geen tussentijdse elektrische omzetting plaatsvindt, totdat de energie het centrale offshore-platform heeft bereikt.
Dit wordt gedaan via watertechnologie. In het voorgestelde concept van Antonio Jarquin Laguna is de conventionele versnellingskast of de directe aandrijving vervangen door een verdringingspomp, waardoor vanuit de rotor-gondelassemblage water onder druk in een hydraulisch netwerk gebracht wordt. Het water wordt onder hoge druk vanaf de windturbines van het windpark bijeengebracht en doorgeleid naar het centrale offshore-platform, waar vervolgens elektriciteit word gegenereerd door een Peltonturbine. 

Gesimuleerd

Simulatie vormde een belangrijk onderdeel van zijn onderzoek. Zo deed hij simulaties van een (hypothetisch) hydraulisch windpark waarbij turbulente windcondities voorkomen. De prestaties van individuele windturbines zijn vergeleken met die van een windpark met conventionele technologieturbines, met dezelfde inrichting van het windpark en omgevingscondities. De resultaten geven aan dat het hydraulische windpark, ook met de turbulente wind en zog-effecten, in staat is om elektriciteit te produceren met een ‘redelijke prestatie’.

Door: Kelly Bakker

Bron foto’s: Pixabay