Ga naar hoofdinhoud

Nieuwe regelsystemen windturbines voorkomen grote vermogensschommelingen

Het vermogen van windturbines kan binnen enkele seconden met 50 procent stijgen of dalen. Dergelijke schommelingen in de orde van megawatt belasten zowel de elektriciteitsnetten als de turbines zelf. Een nieuwe studie van onderzoekers van de Universiteit van Oldenburg en de Sharif University of Technology in Teheran presenteert een nieuwe stochastische methode die kan helpen om deze plotselinge schommelingen te beperken en een consistentere elektriciteitsproductie te realiseren.

Volgens het onderzoek zijn het vooral de regelsystemen van windturbines die verantwoordelijk zijn voor kortetermijnfluctuaties in de elektrische output. De onderzoeksresultaten wijzen er ook op hoe deze systemen geoptimaliseerd kunnen worden om ervoor te zorgen dat de energie-output van de turbines consistenter is. Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift PRX Energy.

Turbulente metingen

Het onderzoeksteam onder leiding van hoofdauteur Dr. Pyei Phyo Lin van de Universiteit van Oldenburg analyseerde gegevens van verschillende turbines in een windpark. “Omdat windturbines werken onder turbulente windomstandigheden – vergelijkbaar met een vliegtuig dat landt in harde wind – vertonen alle gemeten gegevens meerdere fluctuaties en kan er geen duidelijk signaal worden gedetecteerd. We noemen dit ‘ruis’,” legt Lin uit. De natuurkundig ingenieur en zijn collega’s pasten stochastische methoden toe om tijdreeksen van de windsnelheid, de elektrische output van de turbines en de rotatiesnelheid van de generator te analyseren.

Ruis ontwarren met nieuwe wiskunde

Met behulp van deze innovatieve wiskundige benadering waren ze in staat om de ruis in de gegevens te ontwarren en te scheiden in twee verschillende componenten, waarvan de ene wordt veroorzaakt door de wind en de andere het gevolg is van de reacties van het regelsysteem van de turbine. “Ruis wordt vaak beschouwd als een onaangenaam effect dat metingen verstoort,” zei Lin. “Nu geeft de ruis ons nieuwe informatie over het systeem – dat is een nieuwe kwaliteit,” voegde co-auteur Dr. Matthias Wächter toe, die aan het hoofd staat van de onderzoeksgroep Stochastische Analyse aan de Universiteit van Oldenburg.

Constanter vermogen, hoger rendement en langere levensduur

Zoals het team uitlegt, geven de resultaten van het onderzoek aan dat de reacties van regelsystemen van windturbines op abrupte windfluctuaties vaak suboptimaal zijn: deze systemen hebben de neiging om van regelstrategie te veranderen, wat kan leiden tot de waargenomen sterke fluctuaties in elektrische output. De nieuwe bevindingen maken de weg vrij om turbulente windverschijnselen los te koppelen van de reacties van de regelsystemen: “Op deze manier wordt het mogelijk om de regelsystemen te verfijnen, zodat windturbines consistenter stroom opwekken,” aldus turbulentie-expert professor Dr. Joachim Peinke van de Universiteit van Oldenburg, die ook betrokken was bij het onderzoek. Dit zou ook de efficiëntie van windturbines verhogen en hun levensduur verlengen, voegde hij eraan toe.

Bekijk hier de onderzoeksresultaten

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven