Hoe getijdenturbines de dwarsstroom te Zeebrugge reduceren
Duchatelet, M. (2012). Hoe getijdenturbines de dwarsstroom te Zeebrugge reduceren. Ir Thesis. Universiteit Gent: Gent. 131 pp.
|
| Available in | Author |
|
Document type: Dissertation
|
| Keywords |
Cross flow
Energy > Wave energy > Tidal energy
Motors > Turbines
ANE, Belgium, Brugge, Zeebrugge [Marine Regions]
Marine/Coastal |
| Abstract |
De haven van Zeebrugge is de tweede grootste Belgische haven en een van de belangrijkste en snelst groeiende havens in Europa. Tegenwoordig kan de haven schepen met een diepgang tot 16 m ontvangen. De stroming kent rond hoogwater echter grote snelheden voor de havenmond. Dit beïnvloedt de maritieme toegankelijkheid van de haven voor bepaalde grote schepen. Bijgevolg bestaat er een stroomvenster, waarbinnen een veilige aan- en afvaart van de haven niet gegarandeerd is. Deze masterproef onderzoekt de invloed van een getijdenturbinepark op de stroming voor de haven van Zeebrugge en zo de principiële haalbaarheid van een reductie van het stroomvenster. Een theoretische beschrijving van de weerstand van turbines in een stroming komt aan bod om inzicht te krijgen in hun gedrag. Een algemeen aanvaarde theorie ter beschrijving van windturbines is de axiale momentumtheorie. Gezien de gelijkenissen tussen wind- en V getijdenturbines vormt deze theorie een goed vertrekpunt voor dit werk. Toch zijn aanpassingen nodig, voornamelijk om het begrensde karakter van de getijdenstroming in rekening te brengen. De getijdenturbines zitten inderdaad gevangen tussen de zeebodem en het wateroppervlak. De volgende stap is het vertalen van de turbines in een numeriek model. Aansluitend op de actuator disk theorie, kunnen de turbines gemodelleerd worden als poreuze platen. Het open souree softwarepakket Delft3D laat dit relatief eenvoudig toe. Een andere methode bestaat erin de bodemruwheid lokaal te verhogen om de weerstand van de turbines in rekening te brengen. Een vereenvoudigd model is opgesteld om het gebied rond de haven voor te stellen. Een gedetailleerd model is voor de opzet van dit werk overbodig. Dit verkennend werk wenst immers de haalbaarheid van het project na te gaan en niet met zeer grote nauwkeurigheid resultaten mee te geven. Vervolgens worden verschillende parkopstellingen naast de vaargeul gesimuleerd en hun invloed op de snelheidsverdeling langs de vaargeul bestudeerd. Het blijkt mogelijk om met een groot turbinepark de snelheid bij middeltij onder 2 knopen te houden zodat het stroomvenster op dat moment volledig verdwijnt. Bij springtij wordt deze snelheid slechts iets overschreden. Een stroomvenster op basis van 1,5 knopen als maximaal toegelaten snelheid blijft evenwel steeds bestaan. Toch is een reductie van ongeveer 20% haalbaar. Een driehoekige vormgeving van het park zorgt bovendien voor een aanzienlijk kleinere snelheidsgradiënt. Intuïtief is de resulterende dwarsstroomverdeling langs de vaargeul gunstiger met betrekking tot de scheepvaart. Desondanks kan dit in het stadium van dit onderzoek niet onmiddellijk gecontroleerd worden. Proeven, bijvoorbeeld met een scheepssimulator, kunnen hierover uitsluitsel geven. Informatief sluit dit werk af met een schatting van de energieopbrengst. De jaarlijkse opbrengst is met gemiddeld 4 tot 4,5 MWh per turbine laag. De waarde van het turbinepark zit dan ook voornamelijk in het reduceren van het stroomvenster en zo het optimaliseren van de maritieme toegankelijkheid en het comfort van de scheepvaart. |
|
