Toekomstverwachtingen en onderzoek uitdagingen in windenergie

Transcriptie

1 Toekomstverwachtingen en onderzoek uitdagingen in windenergie Gijs van Kuik, em. HL TU-Delft 3 april 2017

2 Waar staat windenergie: 164 m Ø 8 MW turbine 5 windcentrales van 700 MW in de Noordzee Inbedding in het net de zee de maatschappij

3 De grootste draaiende machines op aarde:

4 De ontwikkeling van de blad technologie van Bonus (1985) Een continue evolutie van technologie en bedrijf tot Siemens (2012)

5 Een moderne turbine 2012, Siemens 6MW, 75m blad

6 danregn-bonus-65/picture-v5bt6xntqkp Een moderne turbine 2012, Siemens 6MW, 75m blad Een pionier - turbine 1985, Bonus 65kW, 7.4m blad

7 Ontwikkeling van blad technologie Schaal: 10 Rotor oppervlak: 100 Bonus 65kW, 7.4m, 1985 rotor gewicht 1 ton Gewicht Bonus rotor op Siemens schaal bij ongewijzigde technologie: 1000 Gewicht Siemens rotor: 80 Siemens 6MW, 75m, 2012 rotor gewicht 80 ton Bonus blad op Siemens schaal: rotor van 1000 ton Slechts 8% van opschaling met ongewijzigde technologie

8 Kosten van opwekking Elektriciteit, in ct / kwh Markt + externe kosten Eerste windparken op zee, 20j geleden Roland Berger

9 Kosten van opwekking Elektriciteit, in ct / kwh Markt + externe kosten Opwekkosten van de 1 st offshore windcentrale in het Energie Akkoord (DONG) En van de 2 de windcentrale (Shell, Van Oord, Eneco en Mitsubishi/DGE) Subsidie voor offshore wind

10 Jos Beurskens Grote turbines In grote windcentrales op zee Tegen redelijke kosten Zijn windturbines & windparken klaar? Is meer onderzoek nuttig & nodig?

11 Het eenvoudige antwoord

12 Waren vliegtuigen klaar na de Dakota (1935), of de 1 ste Boeing 707 (1958)? /11/boeing-707.jpg

13 Boeing 707 Airbus A380 grootte, kosten, waarde voor de maatschappij

14 Het genuanceerde antwoord

15 Enkele voorbeelden van 1. Nieuwe concepten 2. Nieuwe toepassingen 3. Oude en nieuwe wetenschappelijke vragen nummers op volgende sheets refereren hieraan

16 Carlos Ferreira, Gerard van Bussel, TUD 1. Drijvende verticale as turbines

17 Roland Schmehl, TUD 1. Windenergie op zeer grote hoogte door middel van bestuurbare vliegers

18 2. Wind en zon voor brandstof Werk in uitvoering warmte elektriciteit grondstoffen transport Een nog veel grotere taak: brandstof maken Geschatte NL energiebehoefte in 2050: 2500 PJ. Chris Hellinga, TUD

19 Informatie: Fokko Mulder, TUD 2. Synthetische brandstof: Voorbeeld: ammonia Windenergie Ammonia Opslag CO 2 vrije elektriciteit door aangepaste gas-centrales CO 2 vrije brandstof Windcentrales op kunstmatige eilanden (TenneT?) of drijvende platforms kunnen tankstations voor duurzame scheepvaart en visserij worden.

20 2. Multifunctioneel gebruik van windparken Jos Beurskens Voorbeeld: Binnen een windpark mag niet gevist worden Hoge vis-dichtheid: het is een kraamkamer Kan de visserij hier haar voordeel mee doen?

21 Han Lindeboom, WUR 2. Multifunctioneel gebruik van kustgebieden voorbeeld: de Vlaamse kust Energie productie door windparken Energie opslag in atollen Voedsel productie in laguna s: vis, algen, oesters Kustdefensie Concept: Gunter Pauli

22 3. De wetenschappelijke vragen Lange termijn onderzoekuitdagingen in windenergie Opgesteld door de European Academy of Wind Energy In 11 vakgebieden Ook vrij te downloaden op

23 3. De schaal van wind, turbulentie en aerodynamica Jos Beurskens Weerspatronen 1000 km Clusters van windparken 100 km Windpark 10 km Windturbine tot turbine 1 km Rotor 100 m Profiel (doorsnede door blad) 1 m De profiel-grenslaag 1 mm

24 3. Bovendien Jos Beurskens Wind turbines werken op een hoogte die tot een tijd geleden niet interessant was voor onderzoek: Te hoog voor scheepvaart, visserij Te laag voor meteorologie, luchtvaart

25 3. Jos Beurskens De schaal en de belastingen : Het eigen gewicht wordt een probleem: bladen, generator, tandwielkast De standaard vermoeiingskennis wordt ontoereikend Kunnen we ons eigen materiaal maken? Zoja, wat zijn de specificaties?

26 3. De schaal en de belastingen : Norwegian Geotechnical Institute Het langdurige effect van hoge, fluctuerende belastingen op zeer grote fundaties is onzeker, zowel voor de constructie als voor de ondergrond Plaatsing nieuwe turbine, na 20 jaar, op oude support structure? Andrei Metrikine, TUD

27 3. Integratie van windenergie in het systeem Juridisch en organisatorisch: wie Uit TenneT eiland video mag aan welke knoppen zitten? Hebben we de juiste instituties? Financieel: afstemming elektriciteitsmarkten Technisch: regelbaarheid, opslag, afstemming andere bronnen

28 3. Windenergie is zeer goed regelbaar 25 Enercon 9 MW windpark in Duitsland: demonstratie 20 Windsnelheid m/s Productie MW ENERCON 0 0 minuten

29 3. Windenergie is zeer goed regelbaar 25 Enercon 9 MW windpark in Duitsland: demonstratie 20 Windsnelheid m/s Productie MW verlies versus regel baar heid ENERCON 0 0 minuten Per windturbine kan dit. Per centrale? Hele Noordzee???

30 Dank voor uw aandacht.