Les sociétés d’éoliennes s’aventurant dans des eaux toujours plus profondes, l’éolienne traditionnelle de type éolienne n’est peut-être pas la solution la plus appropriée. Il est temps de chercher des alternatives.

Les éoliennes avaient traditionnellement des lames qui tournent autour d'un axe horizontal, et cela est resté la norme dans les parcs éoliens modernes. Classiques à axe horizontal éoliennes (HAWTs) sont venus à dominer le marché de l'énergie éolienne, à la fois sur terre et dans les eaux peu profondes au large des côtes.

Mais les meilleurs sites de parcs éoliens se trouvent souvent dans des mers plus profondes, loin des obstructions dues au vent, des voies de navigation, des nimbys et des oiseaux migrateurs. Les structures de support fixées rigidement au fond de la mer peuvent ne pas être économiquement viables à des profondeurs supérieures à 50m, les ingénieurs se tournent donc vers des fondations flottantes.

Ce sont des conditions très différentes pour générer de l'électricité à partir du vent, ce qui a suscité un regain d'intérêt pour d'autres configurations d'éoliennes. Comme nous le rapportons dans Transactions philosophiques de la Royal Society l'adoption d'un axe de rotation vertical est une telle alternative. Ces éoliennes, qui font toujours face au vent, sont connues sous le nom d'éoliennes à axe vertical (VAWT).

Structures stables

Traditionnels turbines à axe horizontal sont très lourd du haut, avec les lames et l'équipement qui génère une puissance nécessairement fixée au sommet de la tour. Dans une grande turbine en mer cette partie peut peser plusieurs centaines de tonnes et être autour de 100m au dessus du niveau de la mer.

Dans une turbine à axe vertical, les systèmes de génération peuvent être à une hauteur beaucoup plus faible, même juste à la base de la tour. Cela signifie que les VAWT ont tendance à avoir un centre de gravité beaucoup plus bas.

Sur les supports flottants, cet avantage est amplifié. Pensez à la stabilité que vous avez lorsque vous êtes assis dans un canot plutôt que de rester debout dessus.

L'abaissement des générateurs les rend également beaucoup plus accessibles et plus faciles à entretenir ou à remplacer. Par exemple, avec un VAWT, il suffit que les travailleurs grimpent sur une courte distance pour accéder aux machines plutôt que de grimper dans une tour 100m constamment en mouvement.

Size Matters

En général, les plus grandes éoliennes produisent de l'électricité moins cher. Cela a conduit à des turbines devient de plus en plus grand et plus puissant, en particulier au large des côtes où les lames 50m sont maintenant routine et certains sont même beaucoup plus grand.

Mais de tels géants à rotation horizontale pourraient bientôt atteindre leur limite. Si l'on considère l'axe de la lame, lorsque cette lame est horizontale, la force gravitationnelle sera perpendiculaire à celle-ci, tandis que lorsque la lame est verticale, la force gravitationnelle sera parallèle à l'axe et pointée vers la racine de la lame. Enfin, lorsque la lame est à nouveau verticale (vers le bas), la force gravitationnelle sera parallèle à l'axe de la lame, mais pointe maintenant vers l'extrémité. Certains et le cannabis la revendication de cette charge gravitationnelle oscillante limite la taille des turbines à axe horizontal.

Les turbines à axe vertical résolvent ce problème car lorsqu'elles tournent, elles subissent une force gravitationnelle constante, toujours dans la même direction. Sans le stress causé par le blocage des lames métalliques 80m par une extrémité, les VAWT peuvent potentiellement devenir beaucoup plus grands.

Recherche turbines verticales a également montré peuvent être placés plus près les uns des autres dans un parc éolien. Donc, pour une zone donnée, plus VAWTs peuvent être installés, et plus d'électricité générés que si HAWTs ont été utilisés, réduisant ainsi le coût de l'électricité.

La Révolution Axis

Alors maintenant la question évidente se pose: pourquoi les VAWT n'ont-ils pas encore été utilisés s'ils sont si avantageux? La principale raison est que c'est encore une nouvelle technologie. Bien que les chercheurs se soient penchés sur les axes verticaux pendant des décennies, la technologie a pris du retard, principalement en raison des limites du matériel et des paliers. Les investisseurs considèrent toujours la technologie connue comme une valeur sûre et, même en regardant le vent en haute mer, ils ont été plus enclins à soutenir les turbines à axe horizontal sur des plates-formes flottantes.

Toutefois, les deux gouvernements et les entreprises avant-gardistes investissent maintenant dans le potentiel de VAWTs pour la mer profonde éolien offshore. le Nouvelle-projet, financé par le gouvernement britannique, a démontré que l'offshore vertical était commercialement viable. Sandia National Laboratories, soutenu par le département américain de l'énergie, et divers Soutenu par l'UE projets ont également soutenu la technologie.

Des entreprises industrielles telles que le britannique VertAx Wind ou le norvégien Gwind suivent également le développement de différents concepts. La société française Nenuphar poursuit sa conception de VAWT, avec des plans (photo en haut de cet article) pour installer le premier parc éolien flottant au large des côtes de Marseille.

Avec la demande croissante d'énergie, nous sommes obligés d'explorer toutes les solutions possibles. Les éoliennes à axe vertical situées en haute mer ont un fort potentiel d'être l'une de ces solutions.

Cet article a été publié initialement le The Conversation
Lire article original.

À propos des auteurs

Maurizio Collu est maître de conférences, Centre de l'énergie renouvelable en mer à l'Université de Cranfield. Dr Collu est le directeur du cours de l'avancée Génie Mécanique MSc, et chargé de cours en mécanique des fluides et en cours de chargement, CEng, MRINA et MEI. Il est particulièrement impliqué dans la conception et préliminaire des structures de soutien offshore pour l'industrie émergente flottante de l'éolienne.

Michael Borg effectue actuellement des recherches postdoctorales au sein du Département de l'énergie éolienne à l'Université technique du Danemark sur flottant verticaux concepts de turbine axe de vent soutenues par les DeepWind financés par l'UE et les projets de InFlow.

Livre recommandé:

Nature's Fortune: Comment les entreprises et la société prospèrent en investissant dans la nature
par Mark R. Tercek et Jonathan S. Adams.

Quelle est la nature vaut la peine? La réponse à cette question, qui a traditionnellement été encadrée dans l'environnement des termes est en train de révolutionner la façon dont nous faisons des affaires. Dans Fortune NatureMark Tercek, PDG de The Nature Conservancy et ancien banquier d'investissement, et l'écrivain scientifique Jonathan Adams soutiennent que la nature n'est pas seulement le fondement du bien-être humain, mais aussi l'investissement commercial le plus intelligent que puisse faire une entreprise ou un gouvernement. Les forêts, les plaines d'inondation et les récifs d'huîtres, souvent considérés simplement comme des matières premières ou comme des obstacles à franchir au nom du progrès, sont en fait aussi importants pour notre prospérité future que la technologie ou le droit ou l'innovation commerciale. Fortune Nature offre un guide essentiel pour le bien-être économique et environnemental du monde.

Cliquez ici pour plus d'information et / ou pour commander ce livre sur Amazon.