WATEREYE - Exploitatie- & onderhoudstools om de structurele integriteit van offshore windmolenparken te versterken
Uitdaging
De kostprijs van de energie geproduceerd door offshore windturbines wordt negatief beïnvloed door hoge exploitatie- en onderhoudskosten, die te wijten zijn aan twee factoren: de moeilijke toegankelijkheid en de barre omgevingsomstandigheden die een hoge mate van corrosie veroorzaken.
In het licht van dit probleem zal het Watereye-consortium – een joint venture van de ondernemingen Cobra (een exploitant van windmolenparken op zee), Semantic Web (datamanagement) en Delft Dynamics (drones) en vijf onderzoekscentra, waaronder projectcoördinator Ceit-IK4 – een geïntegreerde oplossing ontwerpen die exploitanten van windmolenparken in staat zal stellen om de toekomstige onderhoudsbehoeften nauwkeurig te voorspellen, waardoor de exploitatie- en onderhoudskosten zullen dalen en de hoeveelheid energie die jaarlijks door de offshore windturbines geproduceerd wordt, zal stijgen.
Het Watereye-project zal een geavanceerd monitoringsysteem ontwerpen dat zal toelaten om de corrosieniveaus aan de meest kritieke punten van de offshore turbinemasten – dit zijn de spatzone en de interface tussen de mast en het platform – op afstand te detecteren. Naast het meten van de corrosieniveaus zal het systeem ook kunnen berekenen hoe snel de corrosie zich in de opgevolgde zones zal uitbreiden. Om de corrosie aan een aantal punten op te volgen, zal het meetsysteem geïntegreerd worden in een drone die uitgerust is met een uiterst nauwkeurig positioneringssysteem. Dit systeem zal vanuit de binnenkant van de mast de zones met de meeste corrosie meten en vervolgens de gegevens draadloos naar een in de windturbine zelf geïnstalleerde basisunit verzenden.
Naast het ontwerpen van een voordelig, licht en zuinig meetsysteem zullen de onderzoekers corrosiemodellen uitwerken die de meetgegevens zodanig zullen verwerken dat het systeem de status van de constructie zal kunnen leren te voorspellen op basis van de corrosiegegevens en andere omgevingsparameters die in de mast opgevolgd worden. Alle verzamelde informatie zal gebruikt worden om diagnostische processen te laten uitvoeren die, in combinatie met een controlesysteem dat de belasting op de constructie beperkt, exploitanten van windmolenparken zullen helpen om de meest efficiënte beslissingen over de planning van het onderhoud en de algemene regeling van het windmolenpark te nemen.
Projectdoelstellingen
Het Watereye-project zal een geavanceerd monitoringsysteem ontwerpen dat het mogelijk zal maken om corrosieniveaus op afstand te detecteren
Economische waarde
De exploitatie- en onderhoudskosten kunnen voor een offshore windmolenpark tot 30% van de genivelleerde energiekost (LCoE) oplopen. De installatie in diepere wateren en verder van de kust zal de exploitatie- en onderhoudskost nog verder doen stijgen. Met de installatie van een bijkomende capaciteit van 1.558 MW in 2016 en een beoogd aandeel windenergie in de EU van 14% tegen 2020 en van 30% tegen 2030, wordt de identificatie van structurele risico's en risicobeperkende maatregelen inderdaad een belangrijke prioriteit voor de kostenefficiënte levering van elektriciteit.
Slimme ondersteuningssystemen voor exploitatie en onderhoud zouden dankzij het gebruik van innovatieve detectie- & monitoringsystemen de verwachte daling van de huidige LCoE van offshore windenergie van 11 €cent/kWh naar een LCoE tussen 5,67 en 10,07 €cent/kWh tegen 2035 kunnen helpen te realiseren en zo de prijs van offshore windenergie tot die van niet-hernieuwbare energiebronnen kunnen doen dalen.