Windturbines op de Noordzee worden geregeld gegeseld door een combinatie van harde wind en forse regendruppels. Door slim te handelen is de schade te voorkomen, constateert TNO in een onderzoek.
is economieredacteur voor de Volkskrant en sinds 2021 specialist op het gebied van de energietransitie.
‘De tips van grote turbines draaien met hoge snelheden, met soms wel 325 kilometer per uur’, zegt Harald van der Mijle Meijer, onderzoeker windenergie bij TNO. ‘Als er maar vaak genoeg grote regendruppels tegen de uiteindes knallen, ontstaat schade.’
Uit de analyse die TNO de afgelopen jaren uitvoerde, blijkt dat ongeveer een derde van de jaarlijkse erosieschade ontstaat in totaal slechts twaalf uur, als het zowel hard waait én er grote regendruppels vallen. De hoeveelheid regen is van veel minder belang. ‘Dat zo veel schade in zo’n korte tijd ontstaat, is een nieuw inzicht’, zegt Van der Mijle Meijer.
Goed nieuws is dat uitbaters van windparken ‘relatief eenvoudig’ de schade met een derde kunnen beperken, door hun turbines tijdelijk zachter te laten draaien. ‘Bij hogere snelheden zijn de grote regendruppels als kogels. Als de rotors tijdens zo’n heftige bui 10 procent zachter draaien, zijn de gevolgen opvallend kleiner’, aldus de onderzoeker.
Geluk bij een ongeluk is dat de omstandigheden waaronder veel schade ontstaat maar zelden voorkomen. Hier staat tegenover dat energiebedrijven steeds grotere turbines op zee plaatsen en de snelheid van de rotortips nog verder toeneemt, waardoor schade juist weer sneller ontstaat.
Die verschilt overigens per regio; in het noordoostelijke deel van de Noordzee gaan beschermende coatings op de bladen ongeveer 20 procent minder lang mee dan in het zuidwestelijke deel. Maar juist in het noordoostelijke deel van de Noordzee zijn vanaf 2030 nieuwe windmolenparken gepland.
Wanneer het exact een tandje langzamer moet, is een van de uitdagingen. Een lagere snelheid levert immers minder windenergie op, precies op een moment dat het lekker waait. Het is daarom zaak precies te weten wanneer de omstandigheden ongunstig zijn en de draaisnelheid dus niet onnodig omlaag te brengen. De modellen die dit beschrijven, heeft TNO nu samen met enkele partners ontwikkeld.
Voorkomen is beter dan genezen, zeker op zee, omdat het herstel van rotorbladen op zee kostbaarder is dan op land, waar het bovendien vaak minder hard waait en rotors vanwege mogelijke geluidsoverlast toch al langzamer draaien. Op zee is geluidshinder een minder groot probleem, waardoor langer op hogere snelheden wordt gedraaid en de schade aan rotoreinden dus groter is dan op land en ook minder snel wordt opgemerkt, omdat rotorbladen zichzelf lang kunnen corrigeren voor eventueel vermogenverlies door schade, door de draaiing van de bladen te wijzigen. Turbines leveren dan nog net zoveel energie op, maar raken intussen zwaar beschadigd.
Het voorspellen van slechte weersomstandigheden is belangrijk omdat onverwacht onderhoud een windturbine wekenlang kan stilleggen, aldus Van der Mijle Meijer. ‘Vooral in de winter moeten technici vaak lang wachten op geschikt weer.’
Dankzij de erosiemodellen kan onderhoud vroegtijdig worden ingepland en dan al in de zomer worden uitgevoerd. Het weer is dan beter geschikt voor werkzaamheden, terwijl in de winter het meeste draairendement wordt gehaald, omdat het dan vaker harder waait en turbines op lente- en zomerdagen moeten concurreren met goedkope zonnestroom.
Het onderzoek is gedaan in samenwerking met onder meer Eneco, Shell en Equinor. De TNO-onderzoeker hoopt een vervolgonderzoek te beginnen met een internationaal consortium, omdat omstandigheden overal anders zijn, en daarmee de schade die ontstaat. Zo kampen turbines in bijvoorbeeld India met lange perioden van felle zon, en daarmee schade aan de coatings door ultraviolet licht, vaak gevolgd door forse buien tijdens de regenperiode.
Voor de kust van het Spaanse Cádiz worden turbines juist gegeseld door woestijnzand uit de Sahara. ‘Die turbinebladen worden letterlijk gezandstraald.’ Allemaal potentieel nieuwe onderzoeksgebieden, aldus Van der Mijle Meijer. ‘Voorlopig is er genoeg werk aan de winkel.’