artikel

Samenwerking versnelt ontwikkeling composiet windturbinetoren

Engineering

Mede door het nieuwe klimaatakkoord staat windenergie op zee volop in de aandacht. Composiet windmolentorens ontwikkelen die lichter zijn, onderhoudsvriendelijk en flexibel vergt behoorlijk wat innovatiekracht. ‘Kennis en investeerders, daar hebben we nu vooral behoefte aan’, vertelt Jelmer de Lange van Jules Dock, een innovatieve nieuwkomer in de sector.

Samenwerking versnelt ontwikkeling composiet windturbinetoren

Tekst: Ton van Leeuwen

Jules Dock is acht jaar geleden opgericht en actief op het grensvlak van maritieme techniek en duurzaamheid. Sinds 2015 werkt het bedrijf aan composieten torens voor de offshore windindustrie. ‘In vergelijking met de conventionele, stalen torens zijn torens van composietmateriaal lichter en onderhoudsvriendelijker’, legt Managing Director Jelmer de Lange uit. ‘Toen we ons hier verder in gingen verdiepen, kwamen we erachter dat offshore wind een sector is met heel specifieke uitdagingen. Windmolens zijn gigantische gevaartes, je hebt te maken met de elementen, en je moet ook nog eens rekening houden met duurzaamheidsaspecten, zoals mogelijke verstoring van het broedseizoen van vogels. Er komt dus veel bij elkaar; je moet echt op zoek naar kennis.’

Kennis bundelen

Juist in de periode van die zoektocht namen de gemeente Rotterdam en het Havenbedrijf het initiatief voor de Rotterdam Offshore Wind Coalition (zie kader). ‘De timing was voor ons perfect’, zegt De Lange, die samen met zestien andere partijen vanaf het begin deel uitmaakt van de coalitie. ‘Bij de oprichting van Jules Dock kozen we al heel bewust voor Rotterdam als vestigingsplaats. Vlakbij de strategisch gelegen haven zitten we samen met gerelateerde bedrijven en kennisinstellingen op het RDM-terrein, het terrein van de voormalige Rotterdamsche Droogdok Maatschappij dat nu een hotspot is voor innovatie en ‘cleantech’. Binnen de coalitie krijgt de samenwerking met andere partijen nog meer vorm.’

Het uitwisselen van kennis en ideeën helpt Jules Dock onder meer bij het bepalen van de juiste focus in het innovatietraject. Een voorbeeld hiervan is de optimale benutting van het lagere gewicht van de toren. ‘We wisten dat een toren van composiet gemakkelijker te vervoeren is en dat relatief weinig materiaal nodig is. In gesprek met producenten leerden we dat door een kleinere diameter óók besparing mogelijk is op de prijzige coating. Bovendien blijkt het lagere gewicht veel impact te hebben op de fundering. Die hoeft minder groot en zwaar te zijn en juist dat is voor de sector een van de grootste voordelen. Daar hebben we nu dan ook het zwaartepunt van ons onderzoek naar verlegd.’

Beweging

Hoewel het gebruik van composietmateriaal belangrijke voordelen heeft, brengt het ook extra uitdagingen met zich mee. ‘Het materiaal bestaat uit lagen glasvezels die allemaal in verschillende richtingen staan. Dat maakt het materiaal supersterk, maar ook flexibel’, legt de Lange uit. ‘We onderzoeken nog of die buigzaamheid een probleem kan zijn voor de elektrische kabels en de lift die zich binnenin de toren bevinden. Verder bestaat een toren van composiet idealiter ‘uit één stuk’: dan is die het stevigst. Elke windturbine moet echter een deur voor technici bevatten; die zou de cilindervorm doorbreken. Dat willen we nu oplossen door een ‘transition piece’, een stalen koppelstuk op de fundering waar de deur en andere elementen in komen.’

Nieuw installatieconcept

De ROWC organiseert regelmatig werksessies, telkens met een ander thema. Binnenkort staat bijvoorbeeld de arbeidsmarkt centraal: typisch een onderwerp waar een gezamenlijk belang ligt. In de hele keten van duurzame energievoorziening dreigt immers een ernstig tekort aan technisch onderlegd personeel. Soms wordt een werksessie gebruikt om vragen te stellen, of juist om vragen boven tafel te krijgen. ‘Onze torens zijn lichter dan die van staal’, legt de Lange uit. ‘Maar hoe profiteer je het meest van het lagere gewicht? Doordat er minder kleine schepen nodig zijn voor het transport naar zee, of door op het land al de toren met de rotorbladen te combineren en het geheel naar zee te brengen? Door daarover te sparren kun je samen tot een nieuw installatieconcept komen.’

Trillingen

In 2019 wil Jules Dock een eerste toren op land installeren. Het ontwerp hiervan luistert heel nauw. ‘De draaiende rotor en de samenstelling van de bodem zorgen voor trillingen in de toren; op zee komt daar ook de golfslag bij. Wanneer de trillingen in de toren gaan resoneren met de beweging van de turbine, kan de windmolen kapot trillen. Weermodellen, rotorsnelheid en torenhoogte moeten dan ook nauwkeurig op elkaar worden afgestemd. Dat vergt veel rekenwerk.’ Naast deze heel specifieke, technische uitdagingen, ontstaan er ook meer algemene vragen. Hoe maak je bijvoorbeeld optimaal gebruik van een demo, welke certificering heb je nodig, en welke partijen spelen hierbij een rol? Ook hierbij maakte het bedrijf handig gebruik van de ervaring binnen de coalitie. ‘Coalitiepartners die eerder in deze fase van productontwikkeling zaten, zoals het Delftse bedrijf Ampelmann, geven ons tips over de stap van ontwerp naar praktijksituatie.’

Testterrein

In de offshore windindustrie kun je niet langzaam in de markt groeien, maar moet je meteen flink investeren. Ondersteuning komt onder meer van het TKI (Topconsortium voor Kennis en Innovatie) Wind op Zee. ‘Bij de start heeft het TKI geholpen met subsidie, nu doen ze dat door ons te koppelen aan investeerders en het faciliteren van beursdeelnames, waarin we als coalitie gezamenlijk optrekken.’ Ook de gemeente Rotterdam (cluster Cleantech) en het Havenbedrijf blijven zich inspannen voor een goed ondernemersklimaat, door waar mogelijk belangrijke voorwaarden te scheppen. ‘Onze demonstratietoren gaan we straks testen op een testvlakte op de Tweede Maasvlakte, gerealiseerd door het Havenbedrijf. Daar kunnen we op een efficiënte manier samen met anderen innovaties testen.’

Rotterdam Offshore Wind Coalition

Waar de Rotterdamse haven nu vooral nog bekend staat om de petrochemische industrie, wil de gemeente Rotterdam uiteindelijk een belangrijke factor gaan worden op het gebied van offshore wind. Samen met het Havenbedrijf en een aantal koplopers uit de industrie heeft de gemeente in 2016 besloten de krachten te gaan bundelen in een Rotterdam Offshore Wind Coalition (ROWC). Het doel: bedrijven en investeerders in de windbusiness motiveren om te kiezen voor de Maasstad. Hierbij gaat het ook om bedrijven uit de ‘oude economie’ die willen omschakelen naar duurzaam.

‘De wereld van offshore wind is een wereld van coalities’, weet de Rotterdamse wethouder Barbara Kathmann, verantwoordelijk voor de portefeuilles Economie, Wijken en kleine kernen. ‘Je hebt een keten van bedrijven nodig die elkaar kunnen aanvullen en versterken. Samenwerking in de regio Rotterdam stimuleert innovatie en kan bovendien leiden tot kostenbesparingen. Iedereen heeft immers behoefte aan een goed vestigingsklimaat: goede mensen, maar ook goede faciliteiten.’

 De wethouder benadrukt dat de ROWC meer is dan een kennisnetwerk. ‘Mede via deze coalitie willen we als gemeente echt een katalysator zijn voor Rotterdamse ondernemers. We zijn trots op bedrijven zoals Jules Dock. Ze spelen goed in op technische en economische ontwikkelingen en vinden daarmee directe aansluiting bij de wereldmarkt.’

Reageer op dit artikel