jaarverslag 2006.indd - ECN

Onderzoek Windenergie
Het WAKEFARM model wordt gebruikt om het zog achter
een windturbine te berekenen, in termen van de snelheidscomponenten
en de turbulentiekarakteristieken. In verband
met de beperkingen van het beschikbare model werd
het nabije zog, direct achter de turbine, tot nog toe altijd
uitgesloten van de analyse en worden de berekeningen
gestart op enige afstand achter de turbine. Dit betekent dat
de winddynamica direct achter de turbine niet juist in het
model weergegeven wordt. In een poging om de modellering
van het nabije zog te verbeteren, is er een analogie
met de zogenoemde grenslaagtheorie gemaakt. Dit maakt
het mogelijk het nabije zog mee te nemen in de analyse.
Het gedrag van het model is afgebeeld in de grafi ek. Een
snelheidsprofi el in de verticale richting en in het symmetrische
vlak op een afstand van 7,5 maal de rotordiameter
achter de turbine, wordt vergeleken met de meetgegevens
in een windtunnel. Het originele model ( “old” ) en het
aangepaste model ( “new” ) zijn vervolgens vergeleken
met de experimenten (“exp” ). In dit geval is er een correlatieverbetering
met de experimentele data vastgesteld.
Hieruit blijkt dat een juiste modellering van het nabije zog
belangrijk is voor de resultaten van de berekeningen van
het zog op een grotere afstand achter de turbine.
Het onderzoeksprogramma van de unit wordt
gekenmerkt door vijf speerpunten. Op al deze terreinen
is goede vooruitgang geboekt.
Rotoraerodynamica.
De ontwikkeling van een nieuw aerodynamisch
model, Rotorfl ow, loopt op schema en de eerste
resultaten lijken veelbelovend. Ook de eerder
genoemde metingen aan een schaalmodel van een
windturbine in de Duits Nederlandse Windtunnel
zijn van grote waarde voor de ontwikkeling van dit
onderzoeksspeerpunt.
Parkaerodynamica.
In 2006 is de modellering van het nabije zog toegevoegd
aan het zogmodel. De unit heeft hiernaast
een belangrijke stap gezet in de validatie
van zogmodellen en de parkregelstrategieën. In
2006 is defi nitief besloten tot de bouw van een
nieuwe experimentele faciliteit: een bij het testveld
EWTW in de Wieringermeer te bouwen windpark
met kleine turbines (rotordiameter 7 meter) en een
uitgebreide meetinfrastructuur. Hiermee kunnen
26
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0
-1,5
A 0 = 0.192; x = 7,5 D
0 0,2 0,4 -1,6
u/uave
0,8 1 1,2 -1,5
De resultaten van het “oude” model en het “verbeterde” model
(inclusief de effecten van de directe zog) vergeleken met de
gemeten waarden.
gegevens van goede kwaliteit worden verzameld
voor toepassing bij de ontwikkeling en validatie van
aerodynamische modellen en bij regelstrategieën
van windparken. Dit park kan ook worden gebruikt
om metingen uit te voeren aan rotoraërodynamica
en aan geavanceerde turbineregelingen.
Regeltechniek.
Een belangrijk instrument hierbij is het computermodel
Turbu, waarmee de invloed van wind en
zee op het gedrag van een offshore windturbine
wordt gesimuleerd. De ontwikkeling van dit model
en de daarop gebaseerde regeltool verloopt erg
voorspoedig en heeft een warme belangstelling van
de industrie. De eerste validatie van Turbu wordt
verricht samen met Siemens, die ook belangstelling
heeft getoond voor verdere samenwerking met ECN
op deze terreinen.
O&M-modellen.
Door de analyse van operationele gegevens van de
Nordex N80 turbines op het EWTW, is afgelopen
jaar aangetoond dat deze gegevens voldoende