Dynamic stall phenomena carry the risk of negative damping and instability in wind turbine blades. It is crucial to model these phenomena accurately to reduce inaccuracies in predicting design driving (fatigue and extreme) loads. Some of the inaccuracies in current dynamic stall models may be due to the fact that they are not properly designed for high angles of attack and that they do not specifically describe vortex shedding behaviour. The Snel second-order dynamic stall model attempts to explicitly model unsteady vortex shedding. This model could therefore be a valuable addition to a turbine design software such as Bladed. In this paper the model has been validated with oscillating aerofoil experiments, and improvements have been proposed for reducing inaccuracies. The proposed changes led to an overall reduction in error between the model and experimental data. Furthermore the vibration frequency prediction improved significantly. The improved model has been implemented in Bladed and tested against small-scale turbine experiments at parked conditions. At high angles of attack the model looks promising for reducing mismatches between predicted and measured (fatigue and extreme) loading, leading to possible lower safety factors for design and more cost-efficient designs for future wind turbines.
LINK
Dynamic inflow effects occur due to the rapid change of the rotor loading underconditions such as fast pitch steps. The paper presents a setup suitable for the investigation ofthose effects for non-axisymmetric rotor conditions, namely individual pitch steps. Furthermore, insights into the relevant phenomena are gathered. An individual pitch control capable model wind turbine is set up in a wind tunnel in order to conduct measurement under controllable conditions. During the execution of the collective and individual pitch steps, the loads and the operational parameters are recorded by the onboard sensors. Meanwhile, simulations engineering aeroelastic codes are run in order to evaluate their accuracy for predicting the relevant phenomena. Results show distinct behaviour of the rotor loads during an individual pitch step, which differs from the loads under collective steps. The free vortex wake simulations are able to predict the turbines’ response satisfactory while the blade element momentum tools show deviations from the measurements. The findings serve as a basis for discussion and future work.
Airborne wind energy (AWE) is an emerging renewable energy technology that uses kites to harvest winds at higher altitudes than wind turbines. Understanding how residents experience a local AWE system (AWES) is important as the technology approaches commercialization. Such knowledge can help adjust the design and deployment of an AWES to fit locals' needs better, thereby decreasing the technology's burden on people. Although the AWE literature claims that the technology affects nature and residents less than wind turbines, empirical evidence has been lacking. This first community acceptance study recruited residents within a 3.5 km radius of an AWE test site in Northern Germany. Using structured questionnaires, 54 residents rated the AWES and the closest wind farm on visual, sound, safety, siting, environmental, and ecological aspects. Contrary to the literature's claims, residents assessed the noise, ecological, and safety impacts similarly for the AWES and the wind farm. Only visual impacts were rated better for the AWES (e.g., no shadows were perceived). Consistent with research on wind turbines, residents who rated the site operation as fairer and the developer as more transparent tended to have more positive attitudes towards the AWES and to experience less noise annoyance. Consequently, recommendations for the AWE industry and policymakers include mitigating technology impacts and implementing evidence-based strategies to ensure just and effective project development. The findings are limited to one specific AWES using soft-wing kites. Future research should assess community responses across regions and different types of AWESs to test the findings' generalizability.
MULTIFILE
In 2024, the Dutch government set a new plan for offshore wind farms to become the Netherlands' largest power source by 2032, aiming for 21 GW of installed capacity. By 2050, they expect between 38 and 72 GW of offshore wind power to meet climate-neutral energy goals. Achieving this depends heavily on efficient wind turbines (WTs) operation, but WTs face issues like cavitation, bird strikes, and corrosion, all of which reduce energy output. Regular Inspection and Maintenance (I&M) of WTs is crucial but remains underdeveloped in current wind farms. Presently, I&M tasks are done by on-site workers using rope access, which is time-consuming, costly, and dangerous. Moreover, weather conditions and personnel availability further hinder the efficiency of these operations. The number of operational WTs is expected to rise in the coming years, while the availability of service personnel will keep on declining, highlighting the need for safer and more cost-effective solutions. One promising innovation is the use of aerial robots, or drones, for I&M tasks. Recent developments show that they can perform tasks requiring physical interaction with the environment, such as WT inspections and maintenance. However, the current design of drones is often task-specific, making it financially unfeasible for small and medium-sized enterprises (SMEs) – providing services in WT inspection and maintenance- to adopt. Together with knowledge institutes, SMEs and innovation clusters, this project addresses these urgent challenges by exploring the question of how to develop a modular aerial robot that can be easily and intuitively deployed in offshore environments for inspecting and maintaining WTs to facilitate SMEs adoption of this technology? The goal is to create a modular drone that can be equipped with various tools for different tasks, reducing financial burdens for SMEs, improving worker safety, and facilitating efficient green energy production to support the renewable energy transition.
In de doelstellingen ten aanzien van CO2-reductie staat de verduurzaming van de energievoorziening centraal. Elektriciteit wordt daarbij gezien als de hoeksteen van de duurzame energievoorziening. Voor de opwekking van deze elektriciteit dient het aandeel uit variabele hernieuwbare bronnen sterk toe te nemen (zie bijvoorbeeld het recent afgesloten Energieakkoord tussen 40 nationale stakeholders, http://www.energieakkoordser.nl/energieakkoord.aspx). In grote lijnen zien we twee dominante ontwikkelingen: grootschalige windenergie (op land en op zee) en zonnepanelen, maar algemeen wordt onderkend dat de problematiek met betrekking tot de energietransitie dermate urgent is dat alle duurzame energiebronnen (dus ook die van kleine windturbines) moeten worden aangesproken. Kleine windturbines maken het mogelijk om windenergie te benutten voor de elektriciteitsopwekking op locaties waar dat met grote windturbines niet mogelijk is. Het gaat om locaties in gebouwde omgeving, industriegebieden en landelijke omgeving. De opgewekte elektriciteit wordt ter plekke verbruikt of terug geleverd in het net. In die zin zijn kleine windturbines vergelijkbaar met de zonnepanelen. Sterker nog, ze zijn heel wel aanvullend op zonnepanelen, omdat kleine windturbines elektrische energie opwekken wanneer zonnepanelen dat niet doen. Echter hebben kleine windturbines op dit moment geen eigen plek in de duurzame energieopwekking in Nederland, waardoor de Nederlandse industrie in deze sector nog kleinschalig is. De onderzoeksvraag luidt: Hoe kunnen we de prestaties van kleine windturbines substantieel verbeteren op het technische vlak en qua marktpositie, zodat kleine windturbines een bijdrage gaan leveren aan de duurzame-energiemix. In dit project wordt onderzocht hoe de bijdrage van kleine windturbines kan worden vergroot door te leren van: - enerzijds de technische ontwikkelingen van grote windturbines, en - anderzijds de marktontwikkeling van zonnepanelen. Daartoe is er samenwerkingsverband opgezet tussen: - mkb bedrijven: fabrikanten en importeurs van kleine windturbines en bedrijven die een toegevoegde waarde hebben voor de fabrikanten, zoals leveranciers van onderdelen en adviseurs - hogescholen: NHL Hogeschool en Hanze Hogeschool Groningen - branchevereniging Nederlandse Wind Energie Associatie (NWEA) - vereniging Noordenwind, een vereniging van particulieren die zich inzet voor de bevordering van duurzame energie in het algemeen en realisatie van burgerparticipatie in nieuwe projecten voor windenergie in het bijzonder. De inzichten op het gebied van marktontwikkeling en de productverbeteringen zijn noodzakelijke componenten voor het volwassen maken van de sector van kleine windturbines waarbij een volwassen industrie en markt weer een essentiële voorwaarde is voor een verdere ontwikkeling van de sector met meer en grotere partijen. Derhalve zal het project dienen als katalysator. Ook dient te worden opgemerkt dat de verbeterde producten ook de exportmogelijkheden van de Nederlandse industrie vergroten. Naast genoemde meerwaarde voor het bedrijfsleven beoogt dit project een verdere verankering van kennis en kunde in onderwijs en onderzoek van de hogescholen.
Kleine windturbines maken het mogelijk om windenergie te benutten voor de elektriciteitsopwekking op locaties waar dat met grote windturbines niet mogelijk is. Kleine windturbines hebben op dit moment nog geen echte plek in de duurzame energieopwekking in Nederland. Terwijl recente ontwikkelingen laten zien dat hier zeker een markt voor is, mits een aantal vraagstukken wordt opgelost. Het huidige project richt zich op het oplossen van die vraagstukken waarbij de hoofdvraag voor dit project als volgt luidt: Hoe kunnen kleine en miniwindturbines meer betrouwbaar en efficiënter worden en beter geïntegreerd worden met andere vormen van duurzame energie en wat moet er gedaan worden, en door wie, opdat ook deze windturbines een plek krijgen in de toekomstige duurzame energiemix in Nederland en daarbuiten. Project PUMSWindT2 bestaat uit: MKB/ZZP: - EAZ - Tandem Windenergy - Erjah holding - Right Connection - Green Trust - Tarucca - Omniwind - Vdesign Kennisinstellingen: - Hochschule Emden/Leer - TUDelft - Hanzehogeschool Branche: - Noordenwind - NWEA Testlocaties: - EnTranCe Groningen - Energiecampus Leeuwarden Recent is door de European Academy of Wind Energy een paper opgesteld “Current Status and Grand Challenges of Small Wind Energy Technology” [25] met bijdragen van vele vooraanstaande experts op dit gebied (inclusief 2 PUMSWindT projectpartners). Er is vastgesteld dat verschillende uitdagingen opgelost moeten worden om de kleine windturbinemarkt de plek te geven die het verdient: • Verbeteren energieconversie kleine windturbines • Beter voorspellen prestaties op lange termijn • Verbeteren van de economische levensvatbaarheid • Bijdrage aan energievraag en integratie van elektrische systemen • Stimuleren van betrokkenheid en sociale acceptatie Project PUMSWindT2 heeft vragen van de MKB-partners daarbij geïnventariseerd en stelt voor om deze uitdagingen in de volgende werkpakketten aan te pakken: 1. Technologie: Meting & Data verwerking 2. Technologie: LCOE reductie 3. Technologie: Wind- integratie 4. Marktontwikkeling 5. Ontwikkeling demonstratie en testsite
