Offshore Hernieuwbare Energie Sector

Offshore wind energie

Om de energietransitie van conventionele energiebronnen naar hernieuwbare energiebronnen mogelijk te maken heeft het reduceren van de kosten van duurzame energie de hoogste prioriteit. Net als regeringen van de door ons omringende landen heeft de Nederlandse regering zich met het EnergieAkkoord ambitieuze doelen gesteld: tot 2023 wordt er 4GW aan extra offshore wind vermogen opgesteld in de Nederlandse offshore wateren. Dat betekent ongeveer 1000 nieuwe windturbines. Deltares draagt bij aan dit doel in diverse toegepaste onderzoeks- en adviesprojecten. Samen met het FLOW-consortium, TKI-Wind op Zee (onderdeel van Topsector Energie) en bedrijven werken we aan meerdere innovaties. Om de behaalde kostenreducties te kwantificeren een kostenmodel is ontwikkeld samen met de onderzoekspartners: zo maken we het effect van onze innovaties meetbaar.

Offshore getij- en golfenergie

Naast offshore wind groeit het aandeel van getij- en golfenergie gestaag. Deltares kan adviseren over de keuze van de meest geschikte locatie: waar kan het meeste energie worden gewonnen uit stroming of golven en waar is de zeebodem het meest geschikt voor de aanleg van constructies. Daarnaast hebben we ruime expertise op het gebied van hydrodynamische belastingen en drie-dimensionale stroompatronen.

Alternatieve ondersteuningsconstructies

De overgrote meerderheid van de offshore wind turbines staat op een monopaal: een cylindervormige paal met een diameter tussen 4 en 8m. Voor dieper water zijn andere ondersteuningsconstructies benodigd, zoals jackets, Gravity-Based-Structures (GBS), tripods, zuigpalen (suction piles) en, voor nog dieper water, zelfs drijvende funderingen. Deltares heeft ervaring met zowel fysieke als numerieke modellering van vele verschillende funderingsconcepten. Met deze kennis adviseert Deltares projectontwikkelaars en ontwerpers bij hun keuze tussen de verschillende concepten. Een voorbeeld van uitgebreid onderzoek naar de verschillende aspecten van GBS-funderingen is te vinden in onderstaand projectenoverzicht.

Paalinstallatiemethoden

De traditionele installatie methode voor funderingspalen is heien met een grote hydraulische hamer. Een nadeel van deze methode is het resulterende onderwatergeluid, dat potentieel ecologische impact heeft. Om het onderwatergeluid te reduceren zou trillen een goed alternatief kunnen zijn. Op dit moment bestaat er echter nog onduidelijkheid over de effecten van de installatiemethode op de dichtheid van de grond en de laterale stabiliteit van de paal. Deltares ontwikkelt numerieke code (Material-Point-Method) om zowel de paalinstallatie als de horizontale belasting vanuit de windturbine te modelleren. Deze code wordt gevalideerd tegen laboratorium- en veldmetingen. Meer informatie is beschikbaar in het projectenoverzicht.

Lokale ontgronding rond ondersteuningsconstructies

Ontgronding (lokale erosie) rond monopalen heeft een negatief effect om de vermoeiingslevensduur. Er zijn twee manieren om met dit probleem om te gaan: de paal versterken met meer staal of een bodembescherming aanleggen om erosie van de zeebodem tegen te gaan. Deltares helpt ontwikkelaars en ontwerpers bij het maken van de meest kostenefficiënte oplossing voor elk windpark.

Meteocean condities en Operationele voorspellingen

Bij offshore hernieuwbare energie vormen the onderhoudskosten (OPEX) een significant deel van de totale kosten. Om de planning van onderhoudswerkzaamheden te verbeteren ontwikkelt Deltares samen met haar onderzoekspartners decision support systems. Zulke systemen geven real-time voorspellingen van relevante metocean parameters zoals golfhoogte, windsnelheid en stroomsnelheid binnen het windpark en langs de vaarroute ernaartoe. Een voorbeeld van zo’n systeem is Meteo Dashboard.

Meervoudig gebruik van offshore platforms

De ruimte op de Noordzee wordt steeds intensiever gebruikt: olie- en gasplatforms, hernieuwbare energie, vaargeulen, visserijgronden, militaire oefenterreinen, zandwingebieden, kabels en pijpleidingen. De behoefte tot meervoudig ruimtegebruik door het combineren van functies wordt steeds groter. In het Zevende Kaderprogramma van de EU onderzoekt Deltares de mogelijkheden in het MERMAID-project.