EO

Slimme bladtip heft vortex op

29 april 2020 om 12:15 uur

De startup nigeQ wil een innovatieve bladtip gaan testen die de wervelingen aan het einde van turbinebladen opheft. Dit levert naar verwachting een extra energieopbrengst van zo’n 10% op. Bovendien beperkt deze Infinity Blade Tip de geluidsoverlast en trillingen in de mast. Omdat de lucht achter de windturbine rustiger wordt, profiteert het hele windpark mee door minder slijtage van draaiende onderdelen. De zoektocht naar een veldtestlocatie heeft nu prioriteit, aldus CEO Eelco de Boer.


Topsector Energie interviewde nigeQ-CEO Eelco de Boer:

 

Voor welk probleem hebben jullie een oplossing gevonden?

"Windturbines op land en zee hebben last van remmende luchtwervelingen. Door deze turbulentie draaien de bladen minder makkelijk en dat beperkt de energieopbrengst. Vortex is een bekend fenomeen bij vliegtuigvleugels en windturbinebladen, die op een vergelijkbare manier werken; op basis van onder- en overdruk. Deze vortex (wervelingen), die minuten lang kan aanhouden, zorgt voor geluidsoverlast door de lucht en voor trillingen in de mast: iedere keer dat een blad langs de mast scheert, klapt de luchtstroom tegen de mast. De trillingen zetten zich door in het water of de grond. De turbulenties hebben daarnaast invloed op de andere turbines in het park. Ze versterken elkaar. Componenten als kogellagers, aandrijfassen en versnellingskasten slijten daardoor sneller en moeten eerder vervangen worden. Bestaande oplossingen zoals lipjes op de bladtips of vortex-generatorknobbels verplaatsen de wervelingen of wekken kleinere wervelingen op die de grotere vortex verminderen. Ze heffen de vortex niet op. Dat doet onze Infinity Blade Tip wel."

 

Wat houdt jullie oplossing in?

"Een vortex ontstaat door het drukverschil in de lucht richting de tip van een windturbineblad. De Infinity Blade Tip is zo ontworpen dat de luchtstroom zodanig gemanipuleerd wordt dat geen vortex optreedt. In de bovenzijde en onderzijde van de tip zitten openingen, sleuven waar de lucht in- en uitstroomt. De luchtstroom wordt op een ingenieuze manier zo van richting veranderd dat het ontstaan van de vortex wordt voorkomen. Hoe dat precies in zijn werk gaat is het geheim van de smid.

 

"De Infinity Blade Tip is een uitvinding uit 1997 van twee geniale Britse luchtvaartexperts, John J. Smith en Roger E. Read. Zij hebben hier met tussenpozen aan gewerkt en hier in 2008 het eerste patent op aangevraagd, waarna er nog drie volgden. De luchtvaarttoepassing is klaar voor de markt. Vijf jaar geleden zijn de twee uitvinders begonnen met de ontwikkeling van een ontwerp voor een windturbineblad. Wij hebben dit werk van hen overgenomen en begin 2020 nigeQ opgericht, vernoemd naar een oostelijke wind op Groenland."

 

Wat is zo baanbrekend aan de Infinity Blade Tip?

"Het is voor het eerst dat de vortex aan het eind van een windturbineblad wordt opgeheven. Niet verplaatst of verminderd maar echt opgeheven. Dat is echt een doorbraak. Onze oplossing is een fundamenteel andere probleemaanpak."

 

Wat levert jullie oplossing op?

"De energieopbrengst van de windturbine neemt substantieel toe. Uit modelberekeningen blijkt een extra prestatie van 10% maar het zou volgens CFD-analyses op kunnen lopen tot 20%. Voor een discipline waar het normaal om tienden van procenten gaat, is dat ongekend. Anders geredeneerd kun je ook zeggen dat je met dezelfde turbine de opbrengst van een grotere turbine kunt evenaren en zo de economische levensduur kunt verlengen. Dat is bijvoorbeeld ook relevant voor installateurs die tegen de grenzen aanlopen van wat hun huidige installatieschepen aankunnen.

 

Daarnaast dalen de geluidproductie en de vibraties. Het blad zoeft rustiger en zachter langs de mast. Daardoor vermindert het laagfrequente geluid door de lucht. Door die geluidsoverlast heeft Duitsland bijvoorbeeld bepaald dat de afstand tussen een windpark en bewoning van 400 naar 1000 meter is gegaan. Op zee is het wellicht relevanter dat de mast minder last heeft van vibraties. Hoe minder trillingen hoe minder ze zich voortplanten door het water. Dat komt het zeeleven ten goede.

Verder zullen de andere turbines minder last hebben van turbulentie. Door die krachten treedt aan nabijgelegen turbines sneller slijtage op. Soms moeten kogellagers, aandrijfassen of versnellingskasten al na een paar jaar vervangen worden. Volgens berekeningen zou de levensduur van bijvoorbeeld kogellagers van drie naar vijf jaar kunnen stijgen."

 

Hoe ver zijn jullie nu?

"Het ontwerp is gereed. We staan op het punt een wereldwijd patent aan te vragen. We zijn nu in de fase van ‘Proof of Concept': in de praktijk bewijzen dat de modelberekeningen kloppen. We zijn op zoek naar een geschikte locatie om de Infinity Blade Tip in het veld te testen. Het liefst willen we onze bladtip in een bestaand windpark testen, dat zich al dan niet aan het einde van zijn economische levensduur bevindt. Dan kunnen we precies meten wat onder verschillende weersomstandigheden, windsnelheden en temperaturen de invloed is van de bladtip op het rendement, de geluidsproductie is en op andere windturbines.

 

"Verder hebben we behoefte aan samenwerkingspartners. We zijn bijvoorbeeld in gesprek met LM, een grote Deense fabrikant van windturbinebladen. Ook Vestas en Van Oord tonen interesse, de laatste omdat ze met hun bestaande installatieschepen zo toch windturbines met een hogere energieopbrengst kunnen installeren. Ook samenwerking met energiebedrijven als de Eneco's of Vattenfall's van deze wereld is een optie."

 

Wat zijn jullie uitdagingen?

"Het vinden van een locatie waar we de bladtip gedurende 3-4 maanden kunnen testen, is de belangrijkste. We willen graag samenwerken, maar ook niet te exclusief voor een enkel bedrijf werken die de resultaten voor zichzelf wil houden. Dat is een dilemma."

 

Wat zijn jullie vervolgstappen?

"Ons netwerk uitbouwen. Ons doel is uiteindelijk om deze innovatie in licentie op de markt te brengen en daar diensten omheen te bieden. We gaan de bladtip niet zelf produceren. We zijn daarvoor op zoek naar licentiepartners. Als we de bladtip getest hebben willen we het ontwerp gaan optimaliseren. We werken al samen met Swansea University maar we willen ook connecties met de TU Delft en Universiteit Twente opbouwen.

 

Wat hebben jullie aan Offshore Wind Innovators en TKI Wind op Zee?

"Het liefst willen we testen in een onafhankelijke opstelling. Zij kunnen daar wellicht mee helpen omdat ze een groot netwerk hebben. Een evenement als de MatchmakingDay is een goed platform om onze innovatie te pitchen. Als we de veldtest hebben gedaan, willen we samen met hen bekijken wat de subsidie- en onderzoeksmogelijkheden zijn."

 

Gerelateerd nieuws

Nieuwe brug Genua beschermd door Nederlandse fotonica

Nieuwe brug Genua beschermd door Nederlandse fotonica

Op 14 augustus 2018 stortte de Morandi Brug in Genua voor een groot deel in, met drieënveertig dodelijke slachtoffers en vijftien gewonden tot gevolg. Eind juli dit jaar wordt zijn opvolger opengesteld. De veiligheid…

Anti-Corona-spray beveiligt oppervlakken 90 dagen

Anti-Corona-spray beveiligt oppervlakken 90 dagen

Onderzoekers van de Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) hebben een multilevel antimicrobiële polymeer coating ontwikkeld (MAP-1) die effectief is in het doden van virussen, bacteriën en zelfs…

Akoestiek nu beheersbaar ongeacht grootte en vorm van de ruimte

Akoestiek nu beheersbaar ongeacht grootte en vorm van de ruimte (video)

Stel je voor: je kunt de akoestiek van je omgeving beheersen, ongeacht de grootte en vorm van de ruimte om je heen, de beschikbaarheid van elektriciteit en het soort geluid dat je wilt beheersen. Dat is wat het prototype…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuw! Lichtschermen PSENopt II – Nu met verbeterde spiegelzuilen

Pilz maakt het portfolio met lichtschermen compleet: De lichtschermen PSENopt II zijn niet alleen verkrijgbaar voor...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

16 juni 2020, Veldhoven

Business Software Event 2020

‘Boost your business with connected software & smart data’. Dat is het thema van het Business...

17 juni 2020, Vianen

Industrial Ethernet Event

Hoe kun je het maximale uit Industrial Ethernet halen?

11 augustus 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

11, 12 , 18, 19 augustus 2020

Meer agendapunten »