Een windturbine op zee die ook bij ijsvorming rechtop blijft staan? Nick Ebben, masterstudent Offshore & Dredging Engineering, was al lang geïnteresseerd in windmolens en niet vies van avontuur. Hij twijfelde dan ook geen moment toen hij voor zijn afstudeeronderzoek de kans kreeg om naar Finland te gaan, en daar in een ijskoude ijstank onderzoek te doen naar de interactie tussen windturbine-structuren en zee-ijs.
Hoe ben je tot deze afstudeeropdracht gekomen? En waarom in Finland?
De vakken over het ontwerpen van windmolens en over de interactie van structuren met ijs vond ik tijdens mijn opleiding het leukst om te volgen. Toen ik in contact kwam met mijn afstudeerbegeleider Hayo Hendrikse kreeg ik het aanbod om mee te gaan op de geplande SHIVER testcampagne bij Aalto University in Finland. Een hele mooie kans die ik natuurlijk niet wilde missen. De testcampagne kon niet in Nederland plaatsvinden, omdat het jaren kan duren voordat er ijs in het IJsselmeer ligt. Aalto University heeft een grote ijstank van 40 bij 40 meter, hiervan zijn er maar enkele op de wereld.
De vakken over het ontwerpen van windmolens en over de interactie van structuren met ijs vond ik tijdens mijn opleiding het leukst om te volgen.
Nick Ebben, masterstudent Offshore & Dredging Engineering
Waarom is dit onderzoek nodig?
We moeten steeds meer groene energie opwekken met behulp van offshore windturbines. Die worden nu regelmatig gebouwd in zeeën waar ijs kan ontstaan. Zee-ijs komt door de stroming en de wind in aanraking met het platform, dat hierdoor deels meebeweegt. Op een gegeven moment breekt het ijs af, en de constructie beweegt weer terug naar de oorspronkelijke positie. De kracht en het moment van breken van het ijs hangt af van de dynamische eigenschappen van de constructie. Bij erg flexibele constructies kan dit zorgen voor een wisselwerking waarbij het breken van het ijs samenvalt met de beweging van de constructie, met flinke trillingen als gevolg. Dat, in combinatie met metaalmoeheid, kan ervoor zorgen dat de constructie zwakker wordt, met alle risico’s van dien.
Wat heb je precies onderzocht?
Ik heb onderzoek gedaan naar de invloed van dynamische structurele eigenschappen op de door ijs geïnduceerde trillingen van een structuur. Dan kun je denken aan massa, stijfheid (en hierdoor ook de eigenfrequentie) en demping. Tijdens deze testcampagne werd voor het eerst een realtime hybride opstelling gebruikt om de interactie tussen ijs en structuur te kunnen zien en meten. Realtime hybride betekent dat de structuur deels fysiek is, maar de verplaatsing numeriek wordt bepaald aan de hand van de gemeten krachten en een actuator de paal naar de juiste positie verplaatst. Dit maakte het mogelijk om veel verschillende dynamische structurele eigenschappen te meten.
Wat is het belangrijkste dat je hebt geleerd?
Dat het tijdens het testproces soms anders uitpakt dan je vooraf in gedachten had. Sommige dingen blijken in praktijk toch niet te werken en moeten op locatie worden opgelost. Dan moet je dus altijd een plan B en C al klaar hebben liggen. Daarnaast heb ik geleerd dat je niet alleen aan het testen zelf moet denken, maar ook aan de verwerking van alle data. Zodat je niet opeens met enorme hoeveelheden data zit en niet meer weet wat bij welke test hoort.
Dat er waardevolle resultaten uit komen, dat geeft echt voldoening.
Nick Ebben, masterstudent Offshore & Dredging Engineering
En waar heb je het meest van genoten?
Het moment dat je gaat testen en alles uiteindelijk goed blijkt te werken. Dat er waardevolle resultaten uit komen, dat geeft echt voldoening. Alhoewel, het moment dat je na een paar uur uit de -15 graden kan stappen en ’s avonds heerlijk in de sauna een drankje kan doen, was ook zeker niet verkeerd.
Hoe ziet de komende tijd er voor jou uit?
Ik ben nu druk bezig met het schrijven van het verslag van mijn afstudeeronderzoek. Vervolgens zal ik het moeten verdedigen en bij een goed resultaat ben ik dan afgestudeerd. Wat ik daarna ga doen weet ik nog niet. Werken, doorstuderen of even rust, het kan nog alle kanten op!
Studiekeuze
Nick Ebben, masterstudent Offshore & Dredging Engineering
Welke bachelor heb je gedaan en waarom?
Ik heb hiervoor de bachelor Werktuigbouwkunde gedaan. Toen ik klaar was met mijn middelbare school wist ik dat ik iets in de techniek wilde gaan studeren, maar ik vond het moeilijk om zo vroeg al een keuze te maken tussen alle verschillende bachelors. Dat ik naar Delft wilde was al snel duidelijk toen ik de open dagen had bezocht, omdat ik Eindhoven en Twente te kleinschalig vond en me het studentenleven in Delft leuker leek. Uiteindelijk heb ik voor Werktuigbouwkunde gekozen, omdat enerzijds wiskunde en natuurkunde mij goed liggen, en anderzijds het een brede opleiding is en ik daarna nog veel kanten op zou kunnen.
Hoe heeft je bachelor je voorbereid op waar je nu bent?
Na de bachelor ben ik een andere richting op gegaan, niet in de Werktuigbouwkunde. Toch is de kennis van wiskunde en natuurkunde die ik heb opgedaan, nog steeds erg behulpzaam. Ook heb ik in de bachelor vaardigheden geleerd waar ik nu veel gebruik van maak: samenwerken, het schrijven van rapporten, presenteren, onderzoek doen en werken met programma’s als MATLAB en SolidWorks.
Met welke master nu bezig?
Offshore & Dredging Engineering met de specialisatie Bottom Founded Structures, Arctic & Wind.
Welke onderdelen vanuit je master kon je toepassen bij je afstudeeronderzoek?
Veel vakken die ik heb gehad tijdens mijn master kon ik gecombineerd toepassen op mijn onderzoek. Zo leerde ik bij het ene vak hoe de interactie tussen ijs en structuren werkt, bij een ander vak hoe de dynamica van structuren in elkaar zit en bij weer een ander vak hoe de fundering van een windmolen wordt ontworpen.
