EO

Windparken profiteren van sterke stroming in lagere atmosfeer

01 maart 2021 om 10:07 uur

Drie situaties. In de bovenste figuur bevindt de jet zich boven het windpark. Doordat hij naar beneden wordt getrokken, profiteren de turbines verderop ook. In de middelste figuur, met de jet op turbine-hoogte, profiteert alleen de eerste rij. De onderste figuur laat voor het eerst het fenomeen zien dat de jet, onder de windturbine, naar boven wordt geduwd door de interactie van het zog van de turbines (blauw) en de windschering. De turbines verderop in het park profiteren ervan.

We bouwen steeds meer en steeds hogere windmolens, maar wat is eigenlijk het meest efficiënt?


Krachtige luchtstromingen in de lagere atmosfeer, de zogenaamde ‘low-level jets' hebben invloed op de prestaties van windmolenparken. De hoogte waarop dit effect plaatsvindt, maakt het verschil: stroomt het op het niveau van de windturbine, erboven of eronder? Die hoogte bepaalt of alle molens in het park van de stroming kunnen profiteren, of alleen de turbines op de eerste rij. Dit laten onderzoekers van de Universiteit Twente zien in het Journal of Renewable and Sustainable Energy.

 

Windmolens, verantwoordelijk voor een groeiend aandeel in onze ‘energy mix', zijn steeds verder de hoogte in gegaan. Waren vroege generaties windmolens niet veel hoger dan 50 meter, de nieuwste generatie haalt al een totale hoogte van meer dan 250 meter, met rotorbladen van meer dan 100 meter. Dit betekent dat effecten in atmosferische grenslagen, die typisch optreden tussen 50 en 1000 meter hoogte, een rol gaan spelen. Bij kleinere windmolens, spelen die effecten zich bóven de molen af, maar bij de huidige formaten kunnen ze zich ook voordoen op het niveau van de turbine of zelfs daaronder. Het gaat daarbij om windeffecten die bekend staan als low-level jets (LLJ's), een soort rivieren van lucht. Die treden overal ter wereld op, en zeker ook in het Noordzeegebied, waar veel windparken worden gebouwd.

De onderzoekers hebben simulaties uitgevoerd op een windmolenpark van 40 molens, gerangschikt als vier bij tien, om het effect van LLJ's te verkennen. Van zo'n park is al wel bekend dat het ‘zog' van iedere molen invloed heeft op de volgende in de rij. Dit zog blijkt nu ook een aanzuigende uitwerking te hebben op de stroming van een jet.

 

Extra energie oogsten

Stroomt de jet in de richting van het park, ter hoogte van de windturbine, dan profiteert alleen de eerste rij molens ervan, zo blijkt uit het onderzoek. Stroomt de jet bovenlangs, dan treedt een aanzuigende werking op dankzij de turbulente stroming achter elke molen. Het hele park ‘oogst' dan extra energie vanuit de jet. Een nieuw ontdekt fenomeen is dat als de jet onder de turbines doorstroomt dat de zogenaamde negatieve ‘wind shear' ervoor zorgt dat de jet naar boven wordt geduwd. Het mooie hiervan is dat turbines verderop in het windpark meer energie kunnen produceren.

 

Land-zee overgang

Deze nieuwe inzichten kunnen helpen bij het ontwerp van de molens en de plaatsing en onderlinge opstelling van de parken. Daarbij spelen nog meer effecten een rol, stellen de onderzoekers, zoals de land-zee overgang en verschillende temperatuursinvloeden.

 

Gerelateerd nieuws

Geoptimaliseerde verbindingstechnologie opent de deur naar veilig gebruik van waterstof in de luchtvaart

Magnetisch pulslassen maakt waterstofsystemen veilig voor vliegtuigen

Milieuvriendelijk vliegen op waterstof klinkt leuk, maar hoe maak je een veilig systeem voor deze cryogene brandstof die pas bij -253 graden Celsius bruikbaar is? Zowel tanks als leidingsystemen moeten bij zulke lage…

Hoe een bewegend platform voor 3D-printen afval en kosten kan verminderen

3D-printen kan nu 40 procent sneller en 30 procent goedkoper (video)

Onderzoekers van de USC Viterbi School of Engineering (VS) hebben een goedkoop dynamisch gestuurd oppervlak voor 3D-printers ontwikkeld dat afval vermindert en tijd bespaart.

Structurele batterij

Sprong voorwaarts naar structurele batterij (video)

Onderzoekers van Chalmers University of Technology hebben een structurele batterij geproduceerd die tien keer beter presteert dan voorgaande versies. Koolstofvezel dient tegelijk als elektrode, geleider en dragend…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

12 april 2021, online

Hannover Messe

De Hannover Messe is een van de grootste industriebeurzen.

15 april 2021

Masterclass Cyber security voor industriële automatisering (ICS en OT)

Biedt inzicht in welke gevaren en impact een cyber incident kan hebben op organisaties.

15 april 2021, online

KNAW-webinar: Innovatie versneld door coronacrisis

Medisch-technische onderzoekers laten zien hoe de coronacrisis ontwikkelingen binnen hun vakgebied...

Meer agendapunten »