Met gametechnologie werken Whiffle en Shell aan het windpark van de toekomst

Bijna zeventig windturbines moeten er dit jaar nog komen in het nieuwe windpark Hollandse Kust Noord, ruim achttien kilometer uit de kust voor Egmond aan Zee. De bouw ervan luistert nauw, weet eigenaar Shell, die hem samen met Eneco bouwt. Zo moeten de turbines op precies de goede afstand van elkaar staan en op de juiste momenten de goede kant op gericht zijn. Essentieel daarvoor: weten hoe de wind er waait, letterlijk.  

Daarvoor klopte het olie-en gasbedrijf aan bij het in 2015 door Harm Jonker en Remco Verzijlbergh opgerichte Whiffle, dat door slim gebruik te maken van technieken uit de gamewereld, onovertroffen accurate weersvoorspellingen doet. Dat is niet alleen van belang vóór de bouw van start gaat, maar ook als het windpark eenmaal staat. Als de opbrengst zo goed mogelijk voorspeld kan worden, kan ook nauw worden bepaald wanneer er extra elektriciteit van bijvoorbeeld gascentrales moet worden bijgekocht.

Blokjes van vijftig bij vijftig meter 

In de software van Whiffle worden alle omgevingsfactoren meegenomen: de bewolking, neerslag, zelfs bebouwing. Jonker, naast eigenaar van Whiffle ook Hoogleraar Atmosferische Fysica aan de TU Delft: “Wij doen vrijwel geen aannames. Alles is berekend. We kunnen de weersverwachting bepalen in blokjes van vijftig bij vijftig meter. Als het nodig is, kan het zelfs nog fijnmaziger. De meeste weermodellen gaan maar tot tien kilometer.”  

Het verschil tussen de meeste weermodellen en Whiffle: laatstgenoemde programmeert zijn simulaties als game graphics. Jonker: “Door te rekenen op videokaarten die normaliter gebruikt worden voor games, hebben we én extra rekenkracht én kunnen we de simulatie in real-time maken. Voorheen stuurden we onze data naar de supercomputer in Amsterdam. Dan was je zo een paar dagen verder voor je de simulatie kon doen.”

Virtueel neergezette windturbines 

Dankzij Whiffle’s unieke aanpak kan Shell nauwkeurig berekenen wat de weersomstandigheden in zijn windparken zijn en wat de invloed daarvan is op de opbrengst. Vanaf 2016 kreeg de winddivisie van het energieconcern een nieuwe impuls, vertelt Jasper Kreeft, die zich bij Shell bezighoudt met de optimalisatie van windparken. Sinds twee jaar gebruiken hij en zijn collega’s daarvoor de software van Whiffle. Daarmee kan Kreeft bijvoorbeeld inzichtelijk maken hoe de wind zich gedraagt op een beoogde windparklocatie, en wat de invloed daarvan is op virtueel neergezette windturbines. Zo kan de optimale plaatsing van de turbines worden bepaald.  

Speciale aandacht gaat uit naar zog-effecten. Kreeft: “de rotoren van een windturbine onttrekken energie uit de wind. Erachter is de windsnelheid daarom lager, het zog-effect. Je kunt je voorstellen dat het niet erg efficiënt is om daar een windturbine te laten draaien. Met een simulatie worden die effecten zichtbaar.” 

Als dat goed geconditioneerde en geconfigureerde windpark uiteindelijk draait, hebben energieleveranciers dankzij Whiffle beter zicht op de weersomstandigheden van de nabije toekomst, legt Jonker uit. “De energie van morgen is vandaag al verhandeld, dat gebeurt elke dag zo. Maar dat kun je verkeerd inschatten. Dan reken je op een goede opbrengst uit wind, maar blijkt het minder hard te waaien. Als de gascentrales dan nog moeten worden aangezwengeld, is dat heel duur. Had je dat van tevoren geweten, dan was het goedkoper geweest.” 

Driehoekssamenwerking 

Het bevalt Shell goed, die software uit Delft. Zo goed zelfs dat het bedrijf eigen licenties afnam, en in oktober een tweejarige samenwerking aanging met de Delftenaren. Kreeft: “We wilden niet alleen gebruiker zijn, maar ook Whiffle helpen om hun product te verbeteren. Dat helpt ons uiteindelijk ook weer.” Gezamenlijk stelden de twee bedrijven een aantal onderzoeksthema’s vast. Kreeft noemt zonne-energie als voorbeeld: “Wellicht leggen we in de toekomst drijvende zonnepanelen tussen de windturbines. Hoe mooi zou het zijn als we in een simulatie zowel wind- als zonne-energie mee kunnen nemen? De software van Whiffle leent zich ervoor.” 

Ook de TU Delft is via beide bedrijven betrokken bij de samenwerking. Whiffle ontsproot aan de universiteit, en kon dankzij aandeelhouder Delft Enterprises B.V. van start. Niet alleen Jonker werkt nog een dag per week op de universiteit, ook medeoprichter Remco Verzijlbergh doet dat. Het jonge bedrijf vindt onderdak op de campus, eerst bij YES! Delft en nu bij NEXT. Delftse studenten, promovendi en postdocs kunnen er terecht voor onderzoeksplekken. 

De banden tussen de universiteit en Shell op zijn beurt gaan terug tot voor de Tweede Wereldoorlog. Zo investeert Shell van oudsher in onderzoek naar de petrochemische industrie. Een ander groot project richt zich op het nieuwe windpark Hollandse Kust Noord. In dat onderzoek gaat het vooral over de regeltechniek, vertelt Kreeft. “Dat heeft te maken met het sturen en regelen van elke turbine. Wat daar uitkomt, en wat uit de samenwerking met Whiffle rolt, komt bij ons bij elkaar.”  

Aanjagen  

Hoewel Shells investeringen in zon en wind groeien, steekt de multinational ook nog steeds miljarden in het aanboren van nieuwe olie- en gasvoorraden. Is het aan bedrijven als Whiffle, met duurzaamheid diep in het dna, om de spreekwoordelijke olietanker Shell aan te jagen in de energietransitie? Jonker: “Ik denk dat we grote spelers als Shell nodig hebben in de energietransitie. Wat ik hoop, is dat wij het voor Shell makkelijker maken om tegen steeds lagere kosten windparken neer te zetten. Tot het moment dat het helemaal niet meer loont om olie en gas te produceren omdat dat het simpelweg aflegt tegen wind en zon.”