Jules Dock: Lichtgewicht en onderhoudsarme windturbinetoren

Nieuwsbericht |
TKI Wind op Zee
|

Baanbrekend MKB

 

Opgericht in2012

Aantal werknemers: 15

Kernactiviteit: Innovatie-ontwikkeling, ontwerp en productie in composiet, frezen van mallen, R&D

 

Jules Dock heeft een glasvezelversterkte kunststof toren ontworpen voor offshore wind turbines. De toren is ruim 100 meter hoog en 40% lichter waardoor installatie eenvoudiger is. Composiet is bovendien onderhoudsarm. Met dit concept heeft Jules Dock de juryprijs van de Offshore Wind Innovation Award in de wacht gesleept. Een schaalmodel ondergaat op dit moment allerhande testen; een geautomatiseerde productielijn is de volgende uitdaging.

IMG_1315.jpg 

Voor welk probleem hebben jullie een oplossing gevonden?

“De installatie van windturbines is tijdrovend en kostbaar. Nu windturbines groter en zwaarder worden, moeten de installatiebedrijven hun transportschepen aanpassen of zelfs vervangen. Vaak varen de schepen twee keer en worden de delen ter plekke aan elkaar gelast. Met een lichtgewicht constructie van composiet kun je langer gebruik maken van bestaande installatieschepen. Verder tellen de onderhoudskosten steeds zwaarder mee, vooral de regelmatige inspecties van lasnaden en boutverbindingen in torens van stalen segmenten. Composietconstructies bestaan uit één stuk en zijn goed bestand tegen zout en zeewater.”

img_1383l%20(1).jpg

Wat houdt jullie oplossing in?

“Een paar jaar terug ontstond het idee voor composiet monopiles, maar die moeten de bodem worden ingeslagen. Composietmateriaal is niet goed bestand tegen de hoge slagkracht van een heihamer. Het transitiestuk en de toren zijn wel geschikt, die worden zorgvuldig in positie geïnstalleerd. We hebben gekozen voor de toren omdat deze het zwaarste is; gewichtsbesparing bovenin levert het meeste op.

Samen met Kenniscentrum WMC hebben we in 2015 een projectvoorstel geschreven. Met R&D-subsidie van TKI Wind op Zee konden we de haalbaarheid onderzoeken van een 10 MW-turbinetoren op de Noordzee die 20 jaar elektriciteit kan opwekken. Een 10 MW-turbine was het meest praktisch omdat daarover veel data beschikbaar zijn.

Het eerste ontwerp, de C-Tower, bestaat voornamelijk uit glasvezel en hars. We leggen geweven glasvezelmatten in uiteenlopende richtingen op elkaar. Na uitharding is dit laminaat even sterk als een stalen segment. De samenstelling van het laminaat varieert, zodat per segment is de optimale stijfheid en sterkte bereikt wordt. ”

Wat is zo baanbrekend aan jullie innovatie?

“Er zijn nog geen torens van composietmateriaal omdat het gewicht van windmolenconstructies tot nu toe geen issue was. Baanbrekend is de slimme manier waarop we de vezels in een bepaalde richting leggen. Daarmee hebben we 40% gewichtsbesparing bereikt waarbij het laminaat voldoende sterkte en stijfheid heeft, in het volgende ontwerp gaan we tot 50%. Dat is nodig omdat composietmateriaal ongeveer twee keer zo duur is als staal. Innovatief is ook het idee om de toren als één geheel te produceren, in een enkele hal en één per dag.”

Wat zijn de voordelen?

“40% gewichtsbesparing scheelt op een 10 MW-windturbine zo’n 300 ton. Bovendien bestaat de toren uit een enkel stuk. Daardoor kunnen bestaande schepen in één keer een hele toren meenemen en installeren. Dat maakt de installatie sneller, eenvoudiger en goedkoper. Ook de onderhoudskosten zijn substantieel lager. De torens zijn minder corrosiegevoelig. Inspecties van verbindingen zijn alleen nodig aan de voet en aan de top.”

IMG_1321.jpg

Wat zijn de uitdagingen?

“Een nadeel van composietmateriaal is dat het lastiger ter plekke te repareren is. Daarnaast is composietmateriaal flexibeler, zodat het gaat meebuigen. Als dat teveel ten koste gaat van het rendement, moet een stijvere en sterkere constructie dat compenseren, maar dat maakt de toren weer zwaarder.

Daarnaast is certificering een kostbaar traject. Er zijn nog geen richtlijnen voor composiettorens. Ga je uit van de richtlijnen van stalen torens of van composiet rotorbladen? We zijn in gesprek met certificeringsinstanties om tot een ontwerprichtlijn voor composiet torens te komen.

Tot nu toe financieren we het project met eigen middelen en R&D-subsidie. Voor het ontwikkelen van grote demomodellen zijn we met private investeerders in gesprek. Die zien mogelijkheden.”

Hoe ver zijn jullie nu?

‘’We voeren testen uit met een schaalmodel van 5 meter hoogte (1:20)  en een doorsnede van 1 meter (1:10). Voor de zomer willen we met het verbeterde ontwerp testen uitvoeren en verder integreren in het totale ontwerp samen met marktpartijen. Verder zijn we bezig met het ontwerp van productie en het ontwikkelen van een betrouwbare en nauwkeurige productietechniek. We hebben nu één schaalmodel op die manier geproduceerd.”

Wat zijn jullie vervolgstappen?

“Een demonstratietoren. Op land, omdat het kostbaar is om op zee een enkele toren te plaatsen. Met deze demonstratie willen we bewijzen dat de productie haalbaar is en de toren voldoet aan alle eisen. Over een jaar willen we deze produceren en later in 2019 te plaatsen. In 2020 willen we de hal ingericht hebben en in gesprek zijn met marktpartijen voor het eerste offshore project. De eerste toren zou 2021 afgeleverd kunnen worden.”

Wat hebben jullie aan Offshore Wind Innovators?

“Het winnen van de juryprijs van de Offshore Wind Innovation Award en onze pitch tijdens de Q-meeting hebben ons in de schijnwerpers gezet. Zo’n tien organisaties hebben tijdens de bijeenkomst of later contact opgenomen. Offshore Wind innovators is een goede netwerkorganisatie van innovatieve MKB-ondernemers. Het is zinvol om elkaar tegen te komen en van elkaar te leren.”

 

Dit artikel is een bijdrage van InnovatieLink.

En lees meer over andere baanbrekende MKB's.

img_1388l.jpg