Een uurtje stevig blazen, experimenteren en meten

Binnenkort waait de eerste wind door de nieuwe windtunnel van de TU Delft. Die gaat slimme wieken voor turbines testen....

Peter van Ammelrooy

‘Uiteindelijk is het allemaal een kwestie van budget.’ Deze woorden, of woorden van gelijke strekking, vallen in een gesprek van anderhalf uur bij herhaling op te tekenen uit de mond van Nando Timmer. Maar niemand hoort de ingenieur en aerodynamica-expert van de TU Delft klagen. Na ruim twintig jaar heeft hij ‘zijn’ windtunnel.

De afgelopen maanden is aan de Kluyverweg in Delft druk gebouwd aan de Open Jet Facility, waarmee het windtunnelpark van de faculteit luchtvaart- en ruimtevaarttechniek wordt uitgebreid. De Delftse windonderzoekers hadden er al negen, waarvan de oudste uit 1953 stamt. ‘Windtunnels gaan lang mee’, zegt Timmer, ‘ze slijten nauwelijks.’ In België werken ze in een lab nog met onderdelen uit de allereerste hypersonische windtunnel van Europa. Daarmee stroomlijnde nazi-Duitsland in de oorlogsjaren in Peenemünde zijn V1- en V2-raketten.

De Open Jet Facility wordt de grootste van het tiental – en de op een na grootste van Nederland (de grootste staat in de Noordoostpolder). Er passen testobjecten in met een doorsnee tot twee meter. Die krijgen de wind van voren van een in Zweden gebouwde ventilator met een diameter van 3,5 meter. De ventilator jaagt de lucht in de tunnel op tot een snelheid van maximaal 35 meter per seconde (dik 120 kilometer per uur).

‘Op vol vermogen kunnen we een uurtje draaien’, legt Timmer uit. ‘Daarna wordt de lucht ondanks de koeling te warm om nog betrouwbare metingen te kunnen doen.’ De meeste tijd zal de wind met 20 tot 25 meter per seconde rondstromen door de gesloten tunnel. Daarin brengen hoekschoepen, contractiekamers, diffusors, gazen en een koelradiator de wervelende lucht terug tot een keurige, gelijke windstroom die onderzoekers nodig hebben voor hun experimenten.

Het zijn vooral modellen van windturbines die in de nieuwe aanwinst zullen worden getest. Dat was ook al de bedoeling van de allereerste plannen voor de Open Jet Facility, die in 1986 werden gesmeed. Het toenmalige ministerie van Onderwijs en Wetenschappen stelde in dat jaar ruim een miljoen gulden beschikbaar. Dat bedrag zou twintig jaar op de bank blijven staan.

Om te beginnen was de belangstelling destijds voor windenergie als alternatieve bron voor de opwekking van stroom op zijn vriendelijkst lauw te noemen. Verder stonden praktische bezwaren de windtunnel in de weg, die vanaf 1987 in verschillende gedaanten Timmers tekentafel verliet. Of de locaties voldeden niet, of de bouwkosten bleken de begroting te boven te gaan, of waren er ingrijpende brandwerende voorzieningen nodig.

Pas in 2004, toen het windenergieonderzoek van de faculteit civiele techniek naar luchtvaart- en ruimtevaarttechniek verhuisde, kwam de Open Jet Facility weer in beeld. Timmer: ‘Luchtvaart- en ruimtevaarttechniek wilde wel aan de tunnel, maar die moest dan wel harder blazen en om ook andere metingen mogelijk te maken.’

De ironie wil dat de Open Jet Facility uiteindelijk is verrezen op de plek waar de ontwerper hem in 1987 al had bedacht. En voor vermoedelijk niet gek veel meer geld – gecorrigeerd voor inflatie – dan er twintig jaar geleden voor was uitgetrokken. De bouw kostte 1,8 miljoen euro (3,9 miljoen gulden).

Natuurlijk had de TU Delft met meer geld een grotere en betere windtunnel kunnen bouwen. ‘Maar wat er nu staat, is het beste wat we met dit bedrag konden doen’, zegt Timmer. Twintig jaar noodgedwongen wachten heeft niet geleid tot revolutionair nieuwe inzichten bij het definitieve ontwerp. Hoewel, erkent Timmer: ‘Ik heb wel wat meer aangedurfd, omdat we nu meer weten.’

Het afgemeten budget betekende wel dat de universiteit elk dubbeltje twee keer moest omdraaien. Op sommige zaken moest worden beknibbeld. Zo was er geen geld om iemand vrij te maken die de bouw fulltime kon begeleiden. Vertraging was het gevolg.

Dus oogt de Open Jet Facility een week voordat de eerste perfecte wind moet gaan waaien – voor de eerste fijnafstelling – nog als een bouwplaats. In de ruimte waar de testopstelling en meetapparatuur moeten komen te staan, is de vloer bezaaid met zaagsel, snoeren, planken en stapels isolatiemateriaal. De met zwarte foam beklede contractiekamer die de lucht naar de ventilator moet voeren, was al eens schoongemaakt, maar iemand heeft witte voetstappen achtergelaten in nieuw stof dat op de vloer is neergedaald. De imposante ventilator, met een vermogen van 500 kilowatt, hangt werkeloos in zijn constructie: de bedrading is nog niet in orde. ‘Voor de officiële opening in januari is-ie af’, verzekert Timmer.

De eerste proef die in de windtunnel zal worden genomen, is met een nieuw soort rotorblad, bedacht door drie Delftse promovendi. De wieken van windturbines die stroom opwekken, staan aan grote wisselende krachten bloot. Dat kan ertoe leiden dat de wieken van een turbine afbreken of dat in het zeldzame geval de hele kop van de mast afbreekt.

Hun blad is uitgerust met kleppen die de liftdruk op de wiek vergroten of verkleinen. De vinding doet nog het sterkst denken aan de flaps (verstelbare welvingskleppen) die aan de achterzijde van een vliegtuigvleugel zijn te vinden en waarmee een toestel bij het opstijgen extra draagkracht krijgt, of juist afremt bij de landing.

Om het blad van een rotor te stabiliseren, wordt constant gemeten hoeveel buigspanning er op het blad staat. Als het blad begint te trillen door bijvoorbeeld een plotselinge windvlaag, corrigeren de flappen de extra spanning.

De flaps van een vliegtuig worden bestuurd met scharnieren en hydraulische motoren. De flaps in het nieuwe rotorblad zijn piëzo-elektrische elementen die met elektrische stroom worden bestuurd: ze krommen zich onder invloed van de elektrische spanning.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden