Installatieadvies windparken op het land

Hoe werkt een windmolen? Het principe is simpel: de rotorbladen, ofwel wieken, van de turbine komen door de wind in beweging, waardoor een roterende beweging ontstaat. Door middel van een generator wordt deze beweging omgezet in elektriciteit. Het is een manier om stroom op te wekken, zonder het klimaat te belasten of grondstoffen uit te putten. De transformator onderaan in de turbine zet de opgewekte elektriciteit om naar een hoger spanningsniveau. Een windmolenpark (of windpark) is een verzameling van 3 of meer moderne windturbines, bedoeld om windenergie op te wekken. Een belangrijk onderscheid zijn windparken op land (onshore) en windparken op zee (offshore). Over het algemeen is een windturbine met een vergelijkbaar vermogen op land goedkoper dan een windturbine op zee. Op het water is de installatie en het onderhoud ingewikkelder. Je moet er bijvoorbeeld altijd per boot naartoe. Ook moet de opgewekte elektriciteit een langere weg afleggen naar het vasteland. 

Windenergie is een van de snelste groeiers in de markt voor duurzame én conventionele elektriciteit. Windenergie is geen ‘alternatieve’ energiebron meer. Samen met zonne-energie behoort windenergie tot de snelst groeiende stroombronnen. Reeds in 2015 investeerden energieontwikkelaars wereldwijd voor het eerst meer in nieuwe wind- en zonneparken dan in gas- en kolencentrales. Dankzij de snelle groei heeft windenergie inmiddels een serieus marktaandeel. Honderdduizenden windturbines wereldwijd dekken nu ±5 procent van de mondiale elektriciteitsmarkt. De meeste daarvan staan op het vasteland, maar offshore is een inhaalrace ingezet. Voor 2050 verwacht Bloomberg New Energy Finance (BNEF) een windaandeel van ±25 procent in de wereld stroomvraag.

Het optimaliseren van de balans tussen het aantal productieve draaiuren en de levensduur van de windturbines is een belangrijke factor die meespeelt in het streven naar een rendabel windenergieproject. Windturbines zitten vol met draaiende onderdelen, die stuk voor stuk enorme krachten verwerken. De technische levensduur van een moderne windmolen bedraagt minimaal 20 jaar en is daarbij circa 100.000 uur actief.

Belangrijke technische kenmerken

De grootte van windturbines is in de afgelopen 30 jaar sterk toegenomen. Dit is een gevolg van de sterke technologische ontwikkeling. Doordat grote windturbines veel meer stroom produceren tegen lagere kosten, is de ‘markt’ voor turbines met een ashoogte van minder dan 100 meter bijna volledig weggevallen. Vrijwel alle moderne windturbines bestaan uit een buismast en een rotor met 3 wieken. Meerdere (Europese) windfabrikanten leveren windturbines met een typische ashoogte van 100 – 150 meter en een rotordiameter van 120 – 160 meter. Het hoogste punt bij het bovenste rotorblad in verticale stand (de ‘tiphoogte’) varieert van 150 – 250 meter. Het vermogen van deze windturbines varieert – afhankelijk van de grootte – tussen circa 3 en 6 MW. De jaarproductie van dergelijke windturbines is sterk afhankelijk van het ‘windregime’. Om optimaal te kunnen functioneren, bedraagt de onderlinge afstand tussen dergelijke windturbines in een windpark circa 500 meter.

Vooral de windturbinebladen en de tandwielkast tussen de rotor en de generator krijgen veel voor de kiezen. Om schade en overmatige slijtage te voorkomen, kunnen de wieken kantelen. Zo past de windturbine de luchtweerstand en de belasting van de techniek aan op de actuele windsnelheid. Het loont namelijk niet om windturbines zo te bouwen dat ze ook bij extreme windsnelheden maximaal energie produceren. Daarom gaan de windmolens bij storm op de rem. Wel zoeken windturbinefabrikanten continu de grenzen op; men blijft inzetten op nog duurzamere technische oplossingen. Met een groeiend aantal sensoren en krachtige software komt de gesteldheid van de onderdelen steeds nauwkeuriger in beeld. Zo kunnen windpark beheerders en eigenaren het onderhoud strak plannen en kan de duurzame energieproductie, ook van oudere turbines, procentueel gezien nog verder omhoog.

Een windpark moet worden aangesloten op het openbare elektriciteitsnet. Afhankelijk van de grootte van het windpark is dit het regionale distributienet of het landelijke hoogspanningsnet. Meer en meer is de huidige capaciteit van het elektriciteitsnet een bottleneck bij het verkrijgen van een netaansluiting; de zogenaamde net congestie.

DIA Groep is als installatieadviseur aangesteld als controlerend engineer in het Windpark Zeewolde om de controles uit te voeren van het onderstation conform de voorwaarden zoals bepaald in het ontwerp en de daarbij behorende contracten. Naast de controle van het onderstation is DIA Groep ook aangesteld door de opdrachtgever voor de infra werkzaamheden omtrent de park bekabeling. Wij vertellen u er graag meer over.