Unieke test voor de windturbine van de toekomst

Laserstralen en gekleurde rook visualiseren alle windstromingen. In de grootste windtunnel van Europa verricht ECN op dit moment unieke proeven met een windturbine. Onder gecontroleerde omstandigheden testen ze onder meer het geluid, het buigend moment en de lokale druk. ECN werkt aan de aerodynamische modellering voor de turbine van de toekomst.

In de Noordoostpolder staat de grootste windtunnel van Europa, de DNW (Duits Nederlandse Windtunnel Organisatie). Op dit moment doet ECN hier verschillende tests met een schaalmodel van een windturbine (diameter 4,5 meter). "Ons belangrijkste doel is het verlagen van de Cost of Energy (CoE) van offshore windparken", legt onderzoeker Koen Boorsma uit. "Aerodynamica vormt hiervoor de basis. Het is essentieel voor de turbine en voor het ontwerp van een windpark. Door de jaren heen zijn er verschillende theoretische modellen gemaakt, waardoor we denken te weten hoe luchtstromen zich gedragen. Juist de fysische complexiteit maakt een optimaal ontwerp lastig. Daarom is de test in de windtunnel zo mooi. We kunnen de windcondities zelf instellen, onze modellen valideren en
het design optimaliseren." Met uitdagende cases test ECN
de aerodynamica van de turbine. 

Add-ons en geluid

Ongeveer 8 jaar geleden deed ECN een zelfde soort test. Koen Boorsma: "Die test bood vele nieuwe inzichten waarmee we verbeteringen konden doorvoeren. Inmiddels zijn de meettechnieken en onze modellen sterk verbeterd. Dit keer willen we openstaande vragen uit de eerste meetcampagne oplossen en nieuwe aspecten testen, zoals dynamische instroom en innovatieve toepassingen. We hebben bijvoorbeeld add-ons op de bladen geplaatst, zoals een spoiler die extra vermogen genereert. Tevens kunnen we nu voor het eerst ook geluidsmetingen doen." De tests met het schaalmodel vinden plaats met het Mexico-model. Mexico staat voor Model experiments in Controlled Conditions.

Wow-effect

Met laserstralen en gekleurde rook worden alle windstromingen rondom en in de turbine  gevisualiseerd. "Dat is spectaculair", vertelt Boorsma. "De ene keer worden de bladen met olie ingesmeerd, de andere keer monteren we rookpotten in rood, wit en blauw op de uiteinden en we werken met laserstralen. Door de visualisatie kunnen we stroming van de wind optimaal analyseren en de aerodynamica voor de turbine van de toekomst verder optimaliseren."

Achtergrondinformatie en eerdere testresultaten ijn te vinden in de volgende  publicaties (in het Engels):

• The Latest Results on Experimental Wind Turbine Aerodynamics
• Final Results form Mexnext-I: Analysis of detailed aerodynamic measurements on a 4.5 m diameter rotor placed in the large German Dutch Wind Tunnel DNW
• Final report of IEA Task 29, Mexnext (Phase 1): Analysis of Mexico wind tunnel measurements
•  Experiments in Controlled Conditions (alleen in het Engels)