© 2024 SURF
In het project Spelen met Stroom(ing) hebben 4 kennisinstellingen en 10 marktpartijen gezamenlijk onderzoek gedaan naar het bedrijven van getijturbines die ook als pomp kunnen worden ingezet en de milieueffecten daar van. Deze functiecombinatie brengt maatschappelijke voordelen, in situaties:
1. waarbij bij door stijging van zeespiegel en hoog water op zee, rivierafvoer actief weggepompt moet worden en bij normale omstandigheden een potentieel aan getijenergie aanwezig is,
2. waarbij met het oog op stabilisatie van het elektriciteitsnet, door pompen energie in een afgesloten waterbekken kan worden opgeslagen, en energie op aanvraag kan worden terug-geleverd,
3. waarbij door de pomp/turbines gepulseerd aan te sturen ter verbetering van de waterkwaliteit het waterbekken actief kan worden gemengd.
Pompende getijturbines zijn in het project onderzocht:
1. in theorie analytisch en numeriek in computer-simulaties; enerzijds voor wat betreft de systeem-dynamica van pompende getijturbines, en ook net-stabilisatie
2. in het laboratorium voor wat betreft de elektromechanische pomp-turbinekarakteristieken, de stabiliteit van oevers, effecten van stagnatie in een waterbekken en effect op zuurstofloosheid en ook wat betreft biofouling,
3. en in de praktijk hoe een getijturbine te installeren, te bedrijven en te monitoren.
Het onderzoek is op bovenstaande thema’s opgedeeld in 8 werkpakketten waarin groepen van deelnemende partijen hebben samenwerkt. Voor het overzicht zijn 9 plenaire bijeenkomsten gehouden voor overleg op hoofdlijnen en voor voortgangspresentatie.
De resultaten van het project laten zich -op hoofdlijn- als volgt samenvatten:
1. met een speciaal daartoe ontworpen en gerealiseerde getij-testopstelling in het laboratorium van HZ-UAS is aangetoond dat het technisch mogelijk is om een getijturbine ook te bedrijven als een pomp: de machinefuncties zijn omkeerbaar voor wat betreft vermogen (opnemen of afgeven) en ook wat betreft stromingsrichting.
2. Het blijkt mogelijk om de pomp op lab schaal binnen 1 seconde om te keren en als turbine te laten werken. Omgerekend naar de praktijk is het met behulp van kick-start (voor het turbineren snel optoeren en aanzetten als motor) naar verwachting mogelijk om 10 seconden op 100% vollast te turbineren.
3. In het laboratorium is aangetoond dat het mogelijk is om de omkeerbare machine bedrijfszeker en betrouwbaar zonder waarneembare slijtage te opereren.
4. Door demonstratie in het laboratorium is aangetoond dat een omkeerbare pomp-turbine op afstand (via het internet) is te bedienen.
5. Uit analyse van marktpartij PZEM in samenwerking met kennisinstellingen blijkt dat een snel-schakelbare, pompende getijcentrale kan worden ingezet t.b.v. net-stabilisatie. Evenzeer is aangetoond dat getijenergie door goede voorspelbaarheid ongeveer van 10% meerwaarde is t.o.v. zon- en windenergie.
6. Proeven in een stroomgoot van partner NIOZ hebben laten zien dat oevererosie onder invloed van wisselend waterpeil kan worden begrepen en beheerst.
7. Experimenten te NIOZ hebben aangetoond dat benthos (organisch bodemmateriaal) kan overleven vermits de perioden van anoxia (zuurstofloosheid) door bijv. implementeren van een installatie als deze worden beperkt tot blootgesteld aan kortdurende (< 48 uur) pulsen van anoxia (zuurstofloosheid).
8. In samenwerking met turbine-bouwers (Nijhuis, W2E) en universiteit Eindhoven is gewerkt aan oppervlakte topologieën ter voorkoming van biofouling. Tevens is praktijk-technisch onderzoek uitgevoerd aan de optimale drive-chain (transmissie en motor/generator) alsmede het meten van optredende mechanische krachten en materiaalspanningen, tijdens turbinebedrijf. Voorts heeft de HZ als instelling voor toegepast onderzoek gefaciliteerd in de netkoppeling en proces-begeleiding bij inrichten van een getijturbine in de Vlissingse spuisluis.
9. Met kennisinstelling Deltares is onderzoek uitgevoerd aan de hydrodynamica van gestratificeerde meren en de rol van de potentiële energie-anomalie.
10. Tevens is met onderzoek op basis van GIS (Geo Informatie Systemen) aangetoond dat het verwacht exportpotentieel van pompende getijcentrales groot is, met ongeveer 460 sites wereldwijd.
Ultra-flexibele inzet van een getijcentrale, gericht op enerzijds de inkoop, opslag en verkoop van elektriciteit en anderzijds het voorkomen van overbelasting van het elektriciteitsnet. Dat is de kern van het project ‘Spelen met Stroom(ing)’. Het consortium - bestaande uit HZ University of Applied Sciences, BT Projects, Rijkswaterstaat, Enduris en Delta Energy BV aangevuld met turbinebouwers, energieproducenten, -distributeurs en drie kennisinstellingen, ontwikkelt nieuwe kennis en inzichten over de economische, technische en ecologische haalbaarheid van Spelen met Stroom(ing)
(SmS)-getijcentrales in het Grevelingenmeer.
Doel van het project is om de haalbaarheid van een SmS-getijcentrale te demonstreren, met als oogmerk maximalisatie van economische en ecologische winst alsook in de praktijk inzicht te verwerven in hoe verwachte neveneffecten op het gebied van ecologie (hydrologie, geo-morfologie en flora en fauna) kunnen worden geoptimaliseerd. Het project draagt bij aan de realisatie van een getijcentrale in de Flakkeese Spuisluis c.q. het Tidal Technology Center Grevelingendam (TC-GD) dat wordt gezien als een belangrijke pilot voor de getijcentrale Brouwersdam (> 2020) die naar verwachting duurzame energie produceert voor alle circa vijftigduizend huishoudens op Goeree-Overflakkee en Schouwen-Duiveland.
In fase 1 van het project wordt eerst op laboratoriumschaal en vervolgens in het TTC-GD onderzoek gedaan naar: (1) inzet van getijenergie voor peak shaving ter voorkoming van congestie in het elektriciteitsnet, (2) maximalisatie van winst door inkoop, opslag en verkoop van elektriciteit op de onbalansmarkt en (3) alle technische uitdagingen m.b.t. het uiterst snel (< 30 sec) kunnen schakelen van een getijcentrale. In fase 2 van het project wordt onderzoek gedaan naar de ecologische effecten (waterkwaliteit, kusterosie, flora en fauna) van een SmS-getijcentrale op en rondom het Grevelingenmeer alsook naar de turbines zelf met betrekking tot bio-fouling, tribologie en transiënten.
Met het project willen de consortiumpartners een nieuw icoon van de Nederlandse deltatechnologie realiseren met regionale, landelijke én internationale uitstraling en exportkansen.