‘Onafhankelijke tests en innovatie versnellen de energietransitie’

Rogier Giepman, Deputy Research Manager Wind Energy bij TNO

Nederland zet grote stappen in de energietransitie, met windenergie als een belangrijke pijler. Hoe zorgen we ervoor dat deze transitie betrouwbaar en duurzaam verloopt? TNO, de Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek, is de drijvende kracht in het ontwikkelen en testen van technologieën die bijdragen aan een duurzamere samenleving. Rogier Giepman, deputy research manager windenergie bij TNO: ‘Bij alles wat we doen, van energieopwekking tot bouw en mobiliteit, staat duurzaamheid centraal.’

Van wetenschap naar innovatie

TNO is een onafhankelijke onderzoeksorganisatie die wetenschappelijke kennis vertaalt naar praktische innovaties. Van gezondheidszorg tot defensie, van mobiliteit tot energie: de organisatie werkt in uiteenlopende sectoren aan technologische vooruitgang. Duurzaamheid is daarbij niet slechts een speerpunt, maar een integraal onderdeel van de aanpak, legt Giepman uit. ‘Wij ontwikkelen innovaties die bijdragen aan een duurzame, gezonde en welvarende samenleving.’

‘Wij ontwikkelen innovaties die bijdragen aan een duurzame, gezonde en welvarende samenleving’

Windturbines testen op belasting, vermogen en prestaties

Binnen TNO werkt de unit Energie en Materialen Transitie aan de toekomst van hernieuwbare energie. De windenergiegroep onderzoekt hoe windenergie het beste kan worden ingezet, geïntegreerd in bredere energiesystemen en geoptimaliseerd voor een lange levensduur.

Een belangrijk onderdeel hiervan is het testen van windturbines. ‘Onze groep voert onafhankelijke metingen uit op vijf gebieden: vermogen, belasting, meteorologische condities, remote sensing-verificatie en Floating LiDAR Systems’, legt Giepman uit. ‘We testen bijvoorbeeld hoe turbines presteren bij verschillende windsnelheden en analyseren de krachten die erop inwerken.’

Een sprekend voorbeeld is de Haliade-X, een van de grootste offshore windturbines ter wereld. ‘In de Rotterdamse haven hebben wij deze turbine getest op prestaties en belastingen. Dit omvatte uitgebreide metingen van het vermogen, de structurele belasting en de aerodynamische eigenschappen van de turbine onder verschillende windcondities. De resultaten hielpen bij het valideren van de technische specificaties en het optimaliseren van de werking van de turbine.’

Daarnaast werkt TNO aan onderzoekstrajecten waarin innovatie en duurzaamheid samenkomen. ‘Zoals in Europese projecten waarin we werken aan nog robuustere en circulaire turbinebladen. Zelfs als het niet onder accreditatie valt, hanteren we dezelfde kwaliteitsstandaarden. Werken volgens deze richtlijnen zit in ons DNA.’

De waarde van testen onder accreditatie

TNO werkt hierbij volgens strikte kwaliteitsnormen en voert de metingen en analyses uit onder accreditatie van de Raad voor Accreditatie (RvA). Een belangrijke meerwaarde, zegt Giepman. ‘TNO levert objectieve data waarmee fabrikanten hun producten kunnen optimaliseren en laten certificeren.’

Zelf verstrekt de windenergiegroep geen certificeringen. Om de onafhankelijkheid te waarborgen, is de partij die certificeert nooit dezelfde als de partij die test. De focus ligt dan ook op het leveren van betrouwbare en gevalideerde testresultaten die bijdragen aan innovatie en kwaliteitsborging in de sector. Giepman: ‘Accreditatie onderstreept dat onze testprocedures onafhankelijk en betrouwbaar zijn en voldoen aan de hoogste kwaliteitsnormen. Ook neemt TNO deel aan round-robins (profiency tests), waarbij meetmethodes worden vergeleken met andere testlaboratoria wereldwijd om de nauwkeurigheid en consistentie van de metingen te waarborgen. Dit geeft fabrikanten, investeerders en overheden vertrouwen in onze data en de producten die wij testen.’

‘Accreditatie onderstreept dat onze testprocedures voldoen aan de hoogste kwaliteitsnormen’

Impact op de natuur: oplossingen voor vogels en onderwaterleven

Naast prestaties en efficiëntie kijkt TNO naar de ecologische impact van windenergie. ‘We willen duurzame energie produceren en dat op natuurvriendelijke manier doen, zegt Giepman. Een van de uitdagingen is de impact op vogels. ‘We onderzoeken hoe we vogelsterfte kunnen verminderen, met slimme radarsystemen die windturbines tijdelijk stilzetten als er zwermen naderen. Ook testen we het effect van zwarte wieken, waardoor vogels de bladen beter waarnemen en eromheen vliegen.’

Onder water spelen weer andere vraagstukken: windturbines hebben invloed op stromingen en onderwatergeluid. Daarom werkt TNO met specialisten aan technieken zoals bubbelgordijnen, die het geluid tijdens het heien van turbines dempen en zo verstoring van zeedieren verminderen.

Hoe TNO windenergie meet

TNO voert nauwkeurige metingen uit op vijf kerngebieden van windenergie. Deze metingen zijn essentieel om de prestaties, veiligheid en betrouwbaarheid van windturbines te beoordelen en verder te verbeteren.

  • Vermogen: onderzoek naar hoe efficiënt een windturbine energie omzet uit de wind, een cruciale factor voor fabrikanten en exploitanten.
  • Belasting: analyse van de krachten die op een turbine inwerken. Dit helpt om de duurzaamheid en veiligheid te garanderen.
  • Meteorologische condities: metingen van metereologische parameters, zoals windsnelheid, windrichting en temperatuur, met behulp van een meetmast om te bepalen hoe verschillende weersomstandigheden de prestaties beïnvloeden.
  • Remote sensing-verificatie: Verificatie van ground-based LiDAR (Light Detection and Ranging) systemen om windsnelheden op verschillende hoogtes boven de grond te meten en zo bij te dragen aan nauwkeurige windvoorspellingen.
  • Floating LiDAR Systems: Verificatie van drijvende LiDAR systemen om op zee het windsnelheidsveld te bepalen, wat cruciaal is voor de ontwikkeling van offshore windparken. Dit draagt bij aan zowel de duurzaamheid als de veiligheid van turbines. Daarnaast helpen deze systemen om de invloed van verschillende weersomstandigheden op de prestaties beter te begrijpen.

Blijven werken aan slimme oplossingen

De energietransitie vraagt daarnaast om een enorme opschaling van windenergie: in 2032 moet Nederland vier keer zoveel windenergie opwekken als nu, en in 2050 zelfs veertien keer zoveel. Giepman: ‘Dat vraagt om innovatie, zowel in technologie als in regelgeving. Hoe kunnen we wind- en zonne-energie beter combineren? Hoe benutten we opslag- en conversietechnologieën zoals batterijen en waterstof? En hoe verlengen we de levensduur en circulariteit van windturbines? Dit betekent niet alleen het verlengen van de operationele levensduur, maar ook het ontwikkelen van materialen die na gebruik hergebruikt of gerecycled kunnen worden, zodat onderdelen niet als afval eindigen maar opnieuw ingezet kunnen worden in nieuwe turbines of andere toepassingen.’

TNO blijft vooroplopen in deze ontwikkelingen. Samen met bedrijven, overheden en kennisinstellingen werkt de organisatie hard aan het versnellen van duurzame energieoplossingen. ‘Of het nu gaat om nieuwe materialen, slimmere opslagsystemen of ecologische inpassing, onze missie blijft hetzelfde: wetenschap inzetten voor een toekomstbestendige, duurzame samenleving.’

Meer weten over de visie van TNO op duurzaamheid? Kijk op tno.nl/duurzaam.

Over Rogier Giepman

Rogier Giepman is de Deputy Research Manager Wind Energy bij TNO. Hij is gepromoveerd in de experimentele aerodynamica bij de TU Delft en is de (co-)auteur van 28 wetenschappelijke publicaties.

Bij TNO geeft Rogier samen met een andere manager leiding aan een groep van 55 windenergieprofessionals. Zijn expertise en leiderschap dragen bij aan de vooruitgang van windenergieprojecten en de implementatie van innovatieve oplossingen binnen de sector.

logo TNO

Interessante artikelen