8 januari 2001
Flow separation on wind turbine blades.
Ir. G.P. Corten, Natuur- en Sterrenkunde 16:15 uur
Promotor: Prof.dr.ir. C.D. Andriesse
Gustave Corten ontwikkelde binnen zijn onderzoek een geheel nieuwe
techniek die momenteel internationaal wordt ingezet om problemen
met windturbines op te lossen. Hoewel windmolens al eeuwen bestaan
is de interactie tussen stroming en de wieken of rotorbladen nog
steeds niet goed bekend. Een typische eigenschap van de
vleugelprofielen is stromingsloslating, ook wel stall genoemd. Dit
treedt op als de hoek tussen de aanstromende lucht en het profiel
te groot wordt zodat de lucht het profiel niet meer volgt. Bij
ongeveer de helft van alle windturbines wordt stall gebruikt om
niet te veel vermogen uit de wind op te nemen. Een windturbine
bereikt namelijk al bij windkracht 6 zijn maximumvermogen. Als het
harder gaat waaien zou schade aan de turbine ontstaan wanneer er
meer vermogen zou worden opgenomen. Stall is een effect dat van
veel meer afhangt dan alleen de invalshoek. Deze is bovendien niet
eenvoudig geometrisch te berekenen omdat de windturbine de wind
sterk beïnvloedt en omdat de wind zelf heel variabel is. Als gevolg
hiervan is de vermogensregeling van windturbines erg onnauwkeurig.
Tijdens zijn onderzoek heeft Corten een methode ontwikkeld waarmee
zichtbaar kan worden gemaakt waar en wanneer de stroming loslaat.
Deze 'stall flag' methode is toepasbaar op vrijwel elke
windturbine. De basis wordt gevormd door een detector (stall flag),
geoctrooieerd door Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN), die
bestaat uit een scharnierend klepje en een reflector. De
stromingsrichting bepaalt de stand van het klepje: wel of niet over
de reflector. Om de stroming zichtbaar te maken worden honderden
stall flags als stickers volgens een bepaald patroon op de
rotorbladen geplakt. Door een krachtige schijnwerper in het veld op
te stellen zullen de zichtbare reflectoren oplichten. Dit zijn de
plaatsen waar de stroming heeft losgelaten. Dit wordt vervolgens
geregistreerd met een digitale videocamera. De honderden
lichtpuntjes van de stall flags worden automatisch ganalyseerd met
door ECN ontwikkelde beeldverwerkingsapparatuur.