Goedkope offshore windmolenparken

De flinke tandwielkast in de kop van windmolens op zee is beheerders al jaren een doorn in het oog. Omdat het buitengaats flink kan waaien is er veel onderhoud nodig, maar dat is op zee bijzonder lastig. Vaak is er bijvoorbeeld een kraan nodig om een reparatie uit te voeren. Bovendien bevatten de turbines veel dure vermogenselektronica.

Niels Diepeveen van de TU Delft ontwikkelde een alternatief. “Door windturbines uit te voeren met hydrauliek hebben we de onderhoudsgevoelige tandwielkast niet meer nodig.” Hydrauliek is een aandrijftechniek die energie overbrengt via een vloeistof onder druk. “Veel grote machines maken al gebruik van dit soort systemen, zoals graafmachines, sluisdeuren en kranen.”

De kop van de turbine, ook wel gondel genoemd, komt er daardoor van binnen volstrekt anders uit te zien. De wieken worden verbonden met een hydraulische pomp. “Die zet het draaimoment en de snelheid om in druk en de stroming van vloeistof, bijvoorbeeld olie. Dit gaat via een pijpleiding naar de motor onder in de turbine. Dat apparaat zet de stroming en druk weer om in koppel en draaisnelheid.”

Waterpomp

Daarna volgt de laatste stap. De hydraulische motor wordt verbonden met een waterpomp, die via een leiding het vermogen overbrengt naar een generator. Dit is een tweede hydraulisch circuit. Deze pomp maakt gebruik van zeewater als hydraulische vloeistof.

“Er is een bedrijf dat een dergelijk systeem bouwt. Ze gebruiken hoogwaardig staal, dat niet zo gevoelig is voor corrosie. Bovendien zit het systeem slim in elkaar. Een soort condoom zorgt ervoor dat er weinig contact is tussen zeewater en staal. Door turbines op deze manier uit te voeren, hoeven ze niet meer een eigen generator te hebben.”

De aanpak van Diepeveen heeft een aantal voordelen. “Hydraulische windturbines hebben minder complexe en onderhoudsgevoelige onderdelen. De massa van de gondel kan met wel zestig procent lager zijn dan die van de huidige molens.”

Risico

Maar niet op alle punten scoort de hydraulische windturbine beter. De huidige molens zijn tien procent efficiënter dan die Diepeveen voorstelt. “In de omzet van elektriciteit is het inderdaad minder efficiënt. Maar daar staat tegenover dat windmolens met hydrauliek veel goedkoper zijn. Ik schat rond de twintig a dertig procent. Denk er ook aan dat de huidige turbines vaak stil liggen, omdat ze gerepareerd moeten worden.”