De Nederlandse overheid wil dat in de toekomst een grootdeel van de nationale elektri-
iteitsbehoefte metwindturbines zalworden opgewekt, opdeNoordzee. HetEnergie en-
trum Nederland (ECN, het Nederlandse onderzoeksinstituut op energiegebied) wil deze
windturbines op zee, matrixgewijs in groepen opstellen. Zo'n groep windturbines noemt
men een windpark. Erzijn alwindparken(zie onderstaande foto).
Talrijkeonderzoeksvragen bestaan ernog rondom windparken, de meestevante hnis he
aard. Debelangrijkstevragenvanhet ECNzijnhoedewindturbinesoptestellen enhoe
ze afzonderlijktedimensionerenen inte stellen,zodat deenergieopbrengst vanhet park
alsgeheel maximaal is.
Bij het Centrum Wiskunde & Informati a (CWI) in Amsterdam is onlangs een door
ECN ge nan ierde promovendus gestart met onderzoek dat geri ht is op beantwoording
vandezevragen. Depromovenduszalbovenstaandevragennietkunnenbeantwoordenaan
het einde van zijn promotieonderzoek, maar hij zal de beantwoording naar verwa hting
wel di hter bij brengen. De promovendus on entreert zi h op de berekening van de
lu htstroming door een windpark. Deze stroming wordt gedomineerd door wervels die
door de ronddraaiende turbinebladen worden opgewekt. Klassieke, wiskundig elegante
rekenmethoden diebijzondergoedges hiktzijn voorhet simulerenvanwervelstromingen
zijn dezogenaamde vortexmethoden.
Naastwervelingiseenanderbelangrijkvers hijnselindelu htstromingdooreenwind-
park: afremmingdoorwrijving. Windturbinesdraaienrondindeatmosferis hegrenslaag,
delaag waarindewind doorwrijvingskra htenuitgeoefenddoorhet aardoppervlak(land
of water) sterk afneemt met afnemende hoogte. Ter hoogte van het hoogste punt dat
een turbineblad (een molenwiek) kan bereiken kan de tijdsgemiddelde windsnelheid vele
tientallen km/u zijn. In het laagste punt, dat even later door het bladuiteinde wordt
vortexmethodenvoorhet simulerenvaneen eenvoudigmodelvandeatmosferis hegrens-
laag. Deopdra htzalzi hri htenopdenumeriekeoplossingvaneen Poissonvergelijking.
Goede voorkennis is vereist van het ollege Numerieke Methoden 1. Voorkennis van ae-
rodynami a is niet nodig. Er kan worden samengewerkt met de CWI-promovendus en
eventueel ook met de groep Rotor- en Parkaerodynami a van het ECN. Bij su es is er
het vooruitzi htvaneen afstudeeropdra ht indeze ri hting.
Barry Koren
barry.korenmath.leidenuniv.nl, barry.koren wi.nl
Ba helorSeminarium Analyse,Sto hastiek enBesliskunde, 2009
