AI bestuurt windparken

Windenergie is een belangrijke hernieuwbare energiebron. Het onderhoud van windparken is evenwel een heel complex en duur proces. Deze kosten verlagen is essentieel om de hernieuwbare energie uit windparken ook echt duurzaam te maken. Dr. Timothy Verstraeten, van de Vrije Universiteit Brussel, onderzocht tijdens zijn doctoraatsstudie hoe slimme controlestrategieën door inzet van artificiële intelligentie (AI) de onderhoudskosten van windparken kunnen verlagen en hun energieproductie efficiënter kan doen verlopen. “Aangezien de toestand van een turbine afhangt van verschillende complexe factoren is er een groot potentieel om de windturbines via AI slimmer te laten omgaan met hun omgeving en met elkaar. Op die manier zullen we hernieuwbare energie op een stabiele en betrouwbare manier kunnen aanleveren”, zegt Dr. Verstraeten.

Verschillende omgevingsfactoren zoals windsnelheid, windrichting, temperatuur, etc. hebben invloed op de toestand van een windturbine, waardoor het zelfs voor domeinexperten moeilijk is om de conditie van een turbine volledig in kaart te brengen. Hierbij kan artificiële intelligentie helpen. Door op een automatische manier complexe relaties te vinden tussen controlestrategieën en de toestand van de turbines, weet het windparksysteem wat goed of slecht is voor de gezondheid van de turbines. Hierdoor kunnen de onderhoudskosten sterk verminderd worden.

Onder begeleiding van Prof. Dr. Ann Nowé en Prof. Dr. Jan Helsen, heeft Dr. Verstraeten een methodologie ontwikkeld waarin artificiële intelligentie een windpark helpt te besturen op een schaalbare en betrouwbare manier. Verstraeten werkte hiervoor samen met het Artificial Intelligence Lab en de Acoustics and Vibration Research Group/OWI-lab.

De toestand van een turbine wordt in kaart gebracht door een combinatie van mechanische onderzoeksresultaten, aangeleverd door de Acoustics and Vibration Research Group/OWI-lab, alsook externe expertise van de windpark-operatoren. In zijn onderzoek ging Verstraeten vervolgens AI inzetten om deze domeinkennis slim te gaan verbinden. Zo ging hij de gelijkenissen tussen de windturbines gebruiken. Hij liet ze als het ware relevante data over hun toestand met elkaar delen. Zo krijgt het controlesysteem een bredere kijk op de toestand van elke turbine afzonderlijk. Daarnaast ging hij AI inzetten om een globaal beeld te krijgen en bijvoorbeeld de afhankelijkheden tussen turbines onderling in kaart te brengen. Een turbine die vooraan staat en operationeel is, laat een vertraagde en woelige windstroom achter zich. De turbines achteraan het park gaan hierdoor minder energie produceren. Met behulp van AI beperkt het controlesysteem dit soort productieverlies over het hele windpark. “Door onze nauwe samenwerking met verscheidene windpark-operatoren zijn we van plan om dit controlesysteem in de nabije toekomst op echte windparken te valideren”, zegt Dr. Verstraeten.

Contactgegevens:

Timothy Verstraeten

VUB AI Lab & AVRG/OWI-lab

Timothy.Verstraeten@vub.be,

+32 492 43 65 36