Windstroom speelt een centrale rol in de energietransitie. Om echt concurrerend te zijn moeten windturbines groter worden. De wieken van de grootste windturbine ter wereld, die op de Maasvlakte staat, zijn 107 meter en wekken 14 megawatt aan elektrisch vermogen, genoeg voor 16.000 huishoudens. De mogelijkheden lijken oneindig. Maar niets is minder waar: de verbinding van het rotorblad is een beperkende factor. Dankzij een Nederlandse innovatie kunnen we de uitdaging toch aan.
De krachten die spelen bij de verbinding van de rotorbladen van een windturbine zijn enorm. Vermoeiing van de constructie is een reëel gevaar. Een Nederlandse innovatie biedt uitkomst wanneer het gaat om de veiligheid en het groter kunnen maken van windturbines: root bushing. Hiermee kunnen rotorbladen tot maar liefst 120 meter gemaakt worden. Dat betekent stroom voor 26.000 huishoudens. Maar wat is root bushing eigenlijk?
Nederlandse innovatie
Dankzij een technische innovatie van We4Ce, een rotorbladspecialist in Almelo, komt de 20 megawatt-turbine binnen handbereik. Om de bladen aan de rotor te monteren worden van oudsher T-bouten gebruikt. Per turbine zijn er 80 tot 160 nodig. Met de huidige grootte van windturbines is de grens van het maximaal aantal T-bouten ondertussen bereikt. Met root bushing kunnen we die grens over: met een getande stalen bus die in de composietwortel van het rotorblad wordt verankerd door vacuüminfusie ontstaat er meer plek voor bouten. Meer verbindingen betekent dat de turbine meer krachten aankan. En zo worden grotere turbines dus mogelijk.
Uitgebreid testen
De afgelopen jaren is de bushing technologie samen met TNO doorontwikkeld en uitgebreid getest. Er is gekeken hoe de materialen staal en composiet zich onderling verhouden en er zijn vervormingen, buig- en drukkrachten toegepast. Om het gedrag van de bushing onder wisselende belastingen te bepalen, zijn series van vermoeiingstesten gedaan: er is onderzocht bij welke kracht de constructie bezwijkt. Hieruit zijn vervolgens vermoeiingscurves bepaald. Die bleken voor de geselecteerde bushing-concepten aanzienlijk hoger te liggen dan bij andere constructies. In simpele bewoording: ze zijn aanzienlijk sterker.
Megawindturbines
Dankzij de bushing-technologie kunnen rotorbladen dus langer worden dan 110 meter. Met het toenemen van de lengte neem de oppervlakte van het blad kwadratisch toe. Elke meter extra lengte levert dus veel extra duurzame energie op. En gaat nog verder: over enkele jaren zijn we mogelijk zelfs zover dat de bouten nog sterker zijn en windturbines nòg groter kunnen worden. De wind in de zeilen voor de toekomst dus.
Complete kennis van vermoeiing
Houd jij je op professioneel vlak bezig met windturbines of andere constructies met wisselende of zware belastingen? In de cursus Vermoeiing van constructies krijg je diepgaande praktische kennis van het vermoeiingsproces in materialen, civiele constructies en lasverbindingen. Je leert alles over scheurgroei, levensduurberekeningen, vermoeiingstests en preventie. Met een complete kennisbasis van vermoeiing kun je direct in je eigen werkomgeving aan de slag en ben je klaar voor toekomstige ontwikkelingen.
Specifiek geïnteresseerd in nieuwe kennis over windturbines? Kijk dan eens naar onze Engelstalige cursus Foundations for offshore wind turbines of Geotechnische stabiliteit van hijskranen en funderingsmachines, waarbij wordt ingegaan op de inzet van kranen die gebruikt worden bij de bouw van windturbines.
Bron: TNO
