Windmolenpark draagt bij aan de biodiversiteit van omgeving door inzet digital twin

Energie is schaarser dan ooit. Door de noodzaak van verduurzaming en de gascrisis wordt elektriciteit steeds belangrijker. Steeds meer toepassingen zijn afhankelijk van electriciteit, denk aan de toename van electrische auto’s en warmtepompen die het verwarmen overnemen van CV-ketels. Ook in de industrie wordt steeds meer gekeken naar electriciteit als duurzaam alternatief. Om te kunnen blijven voldoen aan de steeds groter wordende vraag naar electriciteit, hebben we meer natuurlijke bronnen als wind- en zonnenergie nodig.

De toename in nieuwe duurzame energieopwekkers in Nederland brengt ook uitdagingen met zich mee, zoals de invloed van nieuwe windparken op de flora en fauna. In de Kabinetsaanpak Klimaatbeleid stelt Minister Rob Jetten van Klimaat en Energie dat we we zorgvuldig moeten omgaan met ons landschap en we de kwaliteit van de leefomgeving moeten beschermen en verbeteren. Tegelijkertijd moeten de mogelijkheden die windparken op zee volledig worden benut om op jaarbasis evenveel duurzame energie op te wekken als we gebruiken. De vraag is of beide doelstellingen verenigbaar zijn.

Het is daarom belangrijker dan ooit om na te denken over het beste van twee werelden: Hoe voorzien we in de groeiende vraag van duurzame energie en dragen we tegelijkertijd ook bij aan de ontwikkeling van de biodiversiteit in Nederland? Electricity network company SSE Renewables (SSER), Microsoft en Avanade hebben hiervoor een oplossing ontwikkeld: een digital twin van offshore windparken en hun omgeving.

Een digital twin is een exacte replica van een object in de fysieke wereld dat kan worden bestudeerd en gewijzigd in de digitale wereld (metaverse) om de echte versie te verbeteren. Deze passen we nu toe op offshore windparken. Met deze nieuwe technologie is SSER in staat om energieoplossingen te creëren die een positieve impact hebben op de biodiversiteit in de omgeving.

Rondom windparken wordt met de digital twin inzichtelijk gemaakt welke veranderingen in de atmosfeer, riffen en het zee- en vogelleven plaatsvinden tijdens de bouw en met het in gebruik nemen van de parken. Zo kunnen we bijvoorbeeld bekijken op welke momenten windmolens kunnen draaien tijdens de vogeltrek zonder gevaar op te leveren voor de vogels. In plaats van handmatig alle gegevens te verzamelen is een digitale replica gemaakt van de sites die door middel van sensoren helpen begrijpen hoe de bouw of operatie van een windpark het gebied realtime beinvloed. Op deze manier kunnen gedurende de levenscyclus van het windpark eventuele negatieve invloeden worden geminimaliseerd.

Dennis Breugelmans, Director of Development for International Markets bij SSER, legt uit: “We gaan radar, lidar, bewegingssensoren, satellieten en drones gebruiken om een nauwkeurig, realtime beeld van een windmolenparkgebied te bouwen. Dit stelt ons in staat om te zien wat werkt en wat niet. Als we bijvoorbeeld een kunstmatig rif op de zeebodem leggen en vissen vestigen zich hierin, dan kun je direct het effect beoordelen. Als de vissen wegblijven, kunnen we het rif eruit halen en iets anders proberen. Als de vissen komen, dan weten we dat het werkt. Op dit moment zijn windparkontwikkelaars aan het gissen of ideeën werken. Dit project zal ons helpen te weten of ze werken. ”

Momenteel vertrouwen energiebedrijven op handmatige manieren om gegevens te verzamelen over hoe windmolenparken de lokale omgeving beïnvloeden, bijvoorbeeld door duikers in de zee vissen te laten tellen, wat onnauwkeurig is en de data zullen snel verouderd zijn. Door Microsoft’s Azure IoT te gebruiken om dit proces te automatiseren, verwachten de partners van dat ze de volledige impact van nieuwe turbines kunnen begrijpen voordat ze worden gebouwd om ervoor te zorgen dat ze de lokale omgeving niet schaden. Daarnaast kan het bijdragen aan het vergroten van het algemene begrip van hoe de ecologie en de bouw van windparken effect op elkaar hebben.

Daarom heeft SSER besloten om alle informatie die verzameld wordt bij de windparken te delen met maritieme onderzoekers, de industrie en het publiek. Op die manier kan het worden gebruikt om toekomstige windmolenparkprojecten – en ontwikkelingen die van invloed zijn op wilde dieren in andere sectoren – te informeren, milieuonderzoek te ondersteunen en mensen te helpen om duurzame initiatieven beter te begrijpen.

De digital twin-technologie creëert nieuwe mogelijkheden om een substantiële bijdrage te leveren aan de wereldwijde duurzaamheidsuitdagingen die we hebben. Het is mooi om te zien hoe de partners samen een oplossing zoeken voor bedrijfsuitdagingen maar ook verder kijken en een bijdrage leveren aan de maatschappij, zegt Rob Elsinga, National Technology Officer bij Microsoft Nederland.

Er zijn plannen om de technologie eerst in te zetten op een offshore windproject in de Nederlandse Noordzee, ter ondersteuning van het behalen van de offshore winddoelstellingen van de Nederlandse regering, voordat het in de toekomst wereldwijd wordt uitgerold. Tijdens de bouw, exploitatie en eventuele ontmanteling wil SSER inzicht krijgen in het gedrag van vogels, vleermuizen, vissoorten en zeeorganismen, kunstmatige riffen en habitat. Daarnaast is inzicht nodig in de effecten van bouwmethoden op het ecosysteem, het weer, zeewater  en hoe diersoorten zich bewegen in de lucht, in de zee en op de zeebodem.

Simon Turner, Chief Technology Officer bij Avanade: “Dit project biedt ons een unieke kans om ongekende hoeveelheden gegevens op een innovatieve manier te verzamelen, maar ook om een digital twin-replica van de omgeving te bouwen die ons helpt oorzaak en gevolg op een zeer transparante manier te modelleren. Bij Avanade hebben we samengewerkt met SSE om een vernieuwende toepassing te ontwikkelen door middel van Microsoft-technologie om de projectdoelen te ondersteunen. ”

SSER heeft eerder de Microsoft Azure-cloud gebruikt om te begrijpen hoe een kolonie papegaaiduikers werd beïnvloed door nabijgelegen windparken.  Een live proef is voltooid op het eiland May, voor de kust van Schotland, waarbij papegaaiduikers werden geteld met behulp van AI-technologie. Hierdoor is het handmatig tellen en kijken naar snelheid en nauwkeurigheid van de vogels vervangen.  Deze oplossing heeft aangetoond dat de technologie in deze omgeving succesvol is en geeft inzichten voor de verdere ontwikkeling van de digital twin.