Nieuwe Dutch Wind Atlas levert nauwkeurige info voor offshore windenergie

ECN, het KNMI en Whiffle hebben de nieuwe en verbeterde Dutch Offshore Wind Atlas vrijgegeven. Die bereikt een eerder ongekend detailniveau. Met deze informatie kunnen de Nederlandse overheid en windparkontwikkelaars offshore windparken efficiënter plannen, bouwen en beheren.

Grondige kennis van het windaanbod is essentieel om op grote schaal offshore windenergie op een kosteneffectieve manier te implementeren. Zowel windsnelheid als windrichting variëren significant over de zee, niet alleen in tijd maar ook in de ruimte. Onzekerheid en variabiliteit in het windaanbod vertalen zich in risico’s en met risico’s komen kosten. Meer gedetailleerde windinformatie reduceert deze onzekerheden en daarmee ook de kosten. Gezien het grote aantal offshore windparken die gebouwd zullen worden in de Nederlandse Noordzee, was het verbeteren van de windatlas naar de behoeftes van vandaag een vereiste.

De atlas geeft windsnelheids- en windrichtingsinformatie over het hele Nederlandse deel van de Noordzee, inclusief de offshore windpark ontwikkelingszones Borssele, Hollandse Kust Zuid en Hollandse Kust Noord, per gebied van 2.5 km² en per uur, voor de hele periode 2008-2007 en aangevuld met informatie uit 2018. Hij brengt de wind tot een hoogte van 600 meter in kaart. Eerdere modellen waren beperkt tot 200 meter, wat onvoldoende is voor de nieuwe generatie windturbines en toekomstige technologieën die opereren op grote hoogtes.

Om deze nauwkeurigheid van de windatlas te zetten, hebben de samenstellers state-of-the-art kennis en modelleringstechnieken toegepast. Aan de basis maakt de atlas gebruik van leidende numerieke Europese weermodellen en voert hij actuele meetdata in om kwalitatief de beste uitvoer te krijgen. Daarnaast maakt hij aansluiting mogelijk met de erg fijne schaal voorspelmodellen van Whiffle’s model Grasp voor gedetailleerde windveld- en windturbinemodellering. Als resultaat kunnen niet alleen windturbineopbrengsten, maar ook windturbinebelastingen worden berekend.

Validatie

ECN en het KNMI hebben de atlas gevalideerd tegen offshore meetstations zoals de meetmast in IJmuiden, laserdetectoren op de offshore platforms Lichteiland Goeree, Europlatform en K13 en drijvende aserdetectoren in de offshore windparkzones. De nieuwe versie van de atlas vertoont een gemiddelde windsnelheidsafwijking van minder dan 0,1 m/s op alle hoogtes in het verticale windscheringsprofiel tot aan 315 meter bij meetmast IJmuiden. De representatie van het dagelijkse ritme van de wind is in termen van modelafwijking met 16% nauwkeuriger dan eerdere modellen.

Initiatiefnemers

ECN is een onderdeel van de Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek (TNO), een onafhankelijke onderzoeksorganisatie. Het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI) is het Nederlandse nationale kennis- en datacentrum voor weer, klimaat en seismologie. Het KNMI adviseert en waarschuwt de samenleving om risico’s in de geofysische leefomgeving terug te dringen en schade en letsel te beperken. Whiffle is in 2016 gestart als een spin-off van de TU Delft. Het heeft onderzoek voortgezet om simulatiemodellen en hun implementatie verder te ontwikkelen. Dit heeft geresulteerd in ’s werelds eerste LES-gebaseerde (Large Eddy Simulation), operationeel weermodel dat erg nauwkeurige weersvoorspellingen kan doen met een hoge resolutie. Toepassingen van Whiffle’s model zijn wind- en zonne-energieprojecten, windaanbod studies, verspreiding van luchtverontreiniging, luchtvaart en landbouw.