Zeeland voorop in slim onderhoud van windmolenparken

Offshore windenergie is een belangrijk aspect in de overstap naar duurzame, groene energie als concurrerende energiebron. Slim onderhoud van windturbineparken op zee is daarbij van essentieel belang voor de toekomst hiervan. Fieldlab Zephyros focust zich hierop en heeft met succes een eerste project opgestart, mede dankzij een forse subsidie van het Rijk en de provincie.

Ferry Visser, werkzaam binnen het management van Stork (Founding father en lid van de board van World Class Maintenance), is de projectmanager van Fieldlab Zephyros. Hij vertelt, met veel enthousiasme, alles over het netwerk Fieldlab Zephyros, het project AirTub en hoopt dat zoveel mogelijk partijen zich aansluiten bij het netwerk.

Het platform voor Smart Maintenance

Fieldlab Zephyros, één van de K&I netwerken van Campus Zeeland, is een initiatief van World Class Maintenance, het platform voor Smart Maintenance in Nederland. Een stichting en vereniging, waarbinnen de vereniging kennisuitwisseling plaatsvindt en binnen de stichting innovatieprojecten en innovatiefieldlabs worden ontwikkeld.

Twee jaar geleden ontstond binnen de board van Word Class Maintenance het inzicht dat offshore windenergie steeds belangrijker wordt, waarbij veel aandacht wordt besteed aan het ontwikkelen en bouwen van windmolenparken, maar te weinig nagedacht over de instandhouding en onderhoud hiervan. Iedereen is het er momenteel over eens dat de huidige manier van onderhoud niet houdbaar is naar de toekomst toe. Er zijn windmolenparken waarbij iedere turbine eens in de twee weken door een mens bezocht moet worden om te blijven functioneren. Dit is nog wel te doen wanneer een windmolenpark dicht bij de kust ligt en je met bootjes heen en weer vaart. Zonder hierbij de belasting van het milieu mee te rekenen. Maar wanneer een windmolenpark verder op zee ligt, is het geen houdbaar systeem om continue mensen heen en weer te sturen. Nog los van de stilstand die alle storingen en het onderhoud veroorzaken.”

Fieldlab Zephyros e1522832394301

Toekomstbestendige windturbineparken dankzij smart maintenance

Smart Maintenance, slim onderhoud, zou de oplossing zijn voor de toekomstbestendige windturbineparken. Het heeft alles te maken met de digitale revolutie die ook in onderhoudsland om zich heen grijpt, waarbij steeds meer data beschikbaar komt dat iets zegt over de conditie van het faalgedrag van technische installatiesystemen en componenten. Ferry legt uit: “Een technisch systeem vervult een functie, maar daarbij gaat, door de activiteit van het systeem, de functie op den duur achteruit: een systeem degradeert. Je wil zicht hebben op het verloop van die degradatie. Er komt een moment dat het technisch systeem of deelcomponent niet meer kan voldoen aan alle eisen die aan het functioneren worden gesteld: falen. Wat je wil weten is wanneer het falen optreedt. Faalt het systeem, dan ben je te laat. Dan staat de installatie stil. Te vroeg onderhoud plegen wil je ook niet, want dan had je nog ‘restlevensduur’, en dat is zonde, want op dat moment had het systeem nog kunnen draaien. Wat je wil, en dat is wat smart maintenance mogelijk maakt, is dat je exact kan bepalen wanneer het moment is dat er een onderhoudsinterventie plaats moet vinden. Van die kennis en mogelijkheden wordt steeds meer gebruik gemaakt binnen de industrie en infrastructuur en dat is ook vaak de basis van veel fieldlabs en innovatieprojecten binnen Word Class Maintenance. Zo ook de basis van Zephyros.

Binnen Fieldlab Zephyros hebben we als radicale doelstelling zero downtime; we willen niet dat windturbines stilstaan als het waait, want de businesscase van zo’n systeem is alleen sluitend als de windmolen maximaal produceert. Daarnaast willen we geen mensen meer naar windturbines sturen voor onderhoud, omdat de menselijke factor er vaak voor zorgt dat je niet -wanneer de techniek erom vraagt- de onderhoudsinterventie kan plegen. Dat heeft te maken met bijvoorbeeld arbo-omstandigheden, CAO, weer, logistiek. Als we willen dat windenergie op zee echt rendabel wordt, moeten we zorgen dat het autonome, zichzelf onderhoudende systemen worden, waarbij geen mensen nodig zijn die ‘on-site’ onderhoud moeten plegen: zero on-site maintenance, onze tweede radicale doelstelling.”

Om een beter beeld te geven van een zelfonderhoudende machine neemt Ferry een satelliet als voorbeeld: “een satelliet die rond de aarde cirkelt is een complexe, gevoelige machine die in een hele agressieve omgeving moet functioneren. Er gaat nooit een aannemer naar een satelliet om onderhoud te plegen; deze zijn zo ontwikkeld en ontworpen dat ze zichzelf kunnen onderhouden. En zo zie ik ook de toekomst van onderhoud van windsystemen op zee, waarbij we rekening moeten houden met de ‘bedreigende’ omgeving, zoals stormen en zware zeegang. Die condities kennen we, dus we moeten in staat zijn om technologie te ontwikkelen die daarmee kan dealen. Dat is de uitdaging.”

Autonome inspectie en reparatie van turbinebladen

Fieldlab Zephyros zet projecten op om kennisinstituten, onderwijsinstellingen en met name commerciële bedrijven bij elkaar kunnen brengen, waarbij slimme kennis wordt samengevoegd om uiteindelijk een oplossing te ontwikkelen voor vraagstukken van nu en de toekomst.

“Na een jaar netwerk bouwen met Fieldlab Zephyros, zijn ook de eerste vraagstukken geïdentificeerd, de zogenaamde ‘performance killers’ in offshore windenergie. Het onderhoud aan de turbinebladen en de achteruitgang van de conditie van de turbinebladen bleken de grootste ‘performance killers’. Het Centre of Expertise Water & Energy, een belangrijk platform in Zeeland, is vanaf het begin betrokken bij het fieldlab Zephyros en kwam met het idee om een project te starten waarbij slim onderhoud wordt ingezet voor specifiek de turbinebladen van windmolen op zee. Daar is het zaadje geplant van wat nu het eerste opgestarte project AirTub is.”

AirTub, een project dat in september officieel gestart is en uit een consortium van 15 partijen bestaat, staat voor autonome inspectie en reparatie van turbinebladen. 13 september vond de kick-off van AIRTuB plaats en was er ter inspiratie een drone te zien die model zou kunnen staan voor de binnen AIRTuB te ontwikkelen Drone-crawler die turbine bladen kan inspecteren en repareren. “Voor de ontwikkeling van deze innovatie heeft het consortium € 3 mio ontvangen van de topsector energie. Een mooi succes, want hiermee is driekwart van de begroting van het project gedekt. Met de drone kan schade worden opgespoord aan de enorme turbinebladen van de windmolen middels een speciale sensor-unit en data worden overgedragen. De Drone-crawler zal modulair uitwisselbare units gaan bevatten waarmee met name erosie schade ook gerepareerd kan worden. Onze ambitie is om in de zomer van 2022 de eerste fase af te ronden en de eerste test op zee uit te voeren.”

Innovatiekracht van het bedrijfskracht noodzakelijk

“In de ontwikkeling van het netwerk is in het eerste jaar een stuurgroep gevormd met grote marktpartijen, die ervoor hebben gezorgd dat het fieldlab draagvlak heeft gekregen binnen de industrie. Partijen die de noodzaak van slim onderhoud onderschrijven binnen de offshore windenergie. Onder andere TenneT, Stork, ECN-TNO  en inmiddels ook Shell Wind en Rijkswaterstaat vormen deze stuurgroep; partijen met aanzien die een strategische agenda hebben op het gebied van offshore windenergie en daarmee ook het fieldlab verder legitimeren en het bestaansrecht bewaken.”

Maar ook het netwerk van bijvoorbeeld Energy Port is belangrijk in de ontwikkeling van fieldlab Zephyros met name hier in zeeland, legt Ferry uit. “Wat we nodig hebben is de innovatiekracht van het bedrijfsleven om de vraagstukken op te lossen die in offshore energiewind spelen. Zeker nu de eerste windmolenparken bij Borsele gebouwd worden en onderhoud vanuit Zeeland gaat plaatsvinden is het belangrijk dat het bedrijfsleven gaat aanhaken en we in Zeeland voorop gaan lopen in een nieuwe manier van onderhoud. We willen dat het bedrijfsleven enthousiast is om mee te doen met slimme oplossingen of nieuwe invalshoeken kan inbrengen, waarmee we binnen Fieldlab Zephyros weer projecten kunnen ontwikkelen.”

Aanvulling project AirTub

AirTub is begroot op basis van testen die bij onderwijsinstelling Scalda kunnen worden uitgevoerd. “Dat is op redelijk kleine schaal. Willen we een stap groter gaan testen, dan hebben ze hiervoor ook een ruimte op meer industriele schaal nodig nodig. We zoeken een industriële hal of loods, groot genoeg om een turbineblad in te leggen om binnen met drones te testen. Of de kop van een windturbine neer te leggen, om te kijken of we daarin kunnen robotiseren. Momenteel zijn we in gesprek met de provincie Zeeland, gemeente Vlissingen, Scalda, HZ, KIC-MPI,  Dockwize en Impuls Zeeland om op de kenniswerf een test- en demonstratiecentrum op te kunnen zetten. We hebben draagvlak en funding nodig om uiteindelijk zo’n RDM Campu -achtige faciliteit op te kunnen zetten, zodat wij, maar ook andere partijen grootschalige test kunnen doen, op een ideale locatie dichtbij de haven en het onderwijs. Mocht het lukken om een RDM Campus Vlissingen te ontwikkelen, dan kan het als een magneet kan gaan werken voor het bedrijfsleven. Dé plek in Zeeland waar allerlei activiteiten plaatsvinden rondom de ontwikkeling van nieuwe technieken van de energietransitie. Dat zou een hoop exposure moeten opleveren en bedrijven moeten aantrekken naar deze omgeving. Het is nog pril, maar het zou een mooie aanvulling zijn AIRTuB maar vooral ook voor de innovatiekracht in Vlissingen.

Lees ook: 

•••

Campus Zeeland! richt zich op het versterken en innoveren van de Zeeuwse economische sectoren en thema’s door ze te verbinden met het hoger- en wetenschappelijk onderwijs en onderzoek. Eén van de speerpunten van Campus Zeeland is de Kennis & Innovatienetwerken (K&I netwerken). Dockwize is partner van Campus Zeeland!