L’avenir des parcs éoliens
L’avenir des parcs éoliens pourrait résider dans des Turbines Verticales compactes et efficaces. La vue désormais familière des éoliennes à hélice conventionnelles pourrait être remplacée dans les années à venir par des parcs éoliens constitués d’une conception d’éolienne verticale, extra, compacte et efficace.
Une nouvelle étude de l’Université d’Oxford Brookes a révélé que le concept de turbine verticale est beaucoup plus efficace que les turbines conventionnelles dans les parcs éoliens à grande échelle. Lorsqu’elles sont disposées par paires, les turbines verticales améliorent l’efficacité de l’autre jusqu’à 15 %.
L’avenir des parcs éoliens: La simulation informatique
Des chercheurs de l’École d’ingénierie, d’informatique et de mathématiques (ECM) d’Oxford Brookes; dirigés par le professeur Iakovos Tzanakis, ont mené une enquête approfondie utilisant plus de 11 500 heures de simulation informatique pour démontrer que les parcs éoliens peuvent fonctionner plus efficacement en remplaçant l’hélice conventionnelle.
Type Éoliennes à axe horizontal (HAWT), avec des éoliennes à axe vertical compactes (VAWT).
L’efficacité supérieure des turbines verticales
Pour la première fois à une échelle pratique; l’enquête démontre le potentiel des VAWT à grande échelle pour supplanter les parcs d’éoliennes à axe horizontal (HAWT) actuels.
Les VAWT tournent autour d’un axe vertical par rapport au sol et présentent un comportement différent de la conception d’hélice largement connue (HAWT).
L’enquête a révélé que les VAWT améliorent l’efficacité de l’autre lorsqu’elles sont organisées en formations de grille. Placer des éoliennes pour maximiser les rendements est essentiel à la conception des parcs éoliens.
Le professeur Tzanakis a commenté le sujet, affirmant que la recherche montre que l’avenir des parcs éoliens devrait être vertical. Les éoliennes à axe vertical peuvent être développées pour être considérablement plus rapprochées; améliorant leurs performances et réduisant finalement les coûts d’énergie électrique. À l’avenir, les VAWT peuvent aider à accélérer la transition écologique de nos systèmes électriques afin de garantir qu’une énergie plus propre et durable provienne de sources renouvelables.
La capacité éolienne du Royaume-Uni devant presque doubler d’ici à 2030; les résultats constituent un tremplin pour la conception de parcs éoliens plus efficaces; la compréhension des stratégies de récolte d’énergie éolienne à grande échelle et, éventuellement, l’amélioration de la technologie éolienne pour remplacer plus rapidement les fournisseurs d’énergie à base de combustibles fossiles.
Atteindre les objectifs éoliens
Annonces déclarées par le Global Wind Report 2021; la planète doit installer l’énergie éolienne trois fois plus vite au cours des dix prochaines années afin de se conformer aux objectifs nets zéro et de prévenir les pires effets du changement climatique.
L’auteur principal de l’article et diplômé du baccalauréat en ingénierie, Joachim Toftegaard Hansen; a déclaré que les parcs éoliens modernes sont parmi les solutions les plus efficaces pour produire de l’énergie verte. D’un autre côté, ils ont un problème principal : comme le vent s’approche de la première rangée des turbines; des turbulences se produiront en aval. Les turbulences sont préjudiciables à l’efficacité des rangs suivants.
Hansen a poursuivi en disant que, en termes simples; la première rangée convertira environ la moitié de l’énergie cinétique du vent en énergie électrique, tandis que pour la dernière rangée; ce nombre est tombé à 25-30%. Chaque turbine est au prix de plus de 2 millions de /MW. Hansen a ajouté qu’en tant qu’ingénieur, il lui a naturellement semblé qu’il devrait y avoir une méthode plus économique.
La performance des éoliennes
La recherche est la première à évaluer de manière exhaustive plusieurs facettes de la performance des éoliennes en ce qui concerne le sens de rotation; l’angle du réseau, le nombre de pales et enfin, l’espacement des turbines. Il s’agit en outre de la première étude à déterminer si les améliorations d’efficacité s’appliquent à trois turbines VAWT assemblées en série.
Le Dr Mahak, co-auteur de l’article et maître de conférences en ECM; a donc déclaré que la pertinence de l’utilisation de techniques informatiques pour comprendre la physique des écoulements ne pouvait être sous-estimée. Ces études de concept et d’amélioration représentent pourtant, une partie du coût par rapport aux centres de test substantiellement massifs.
Ceci est particulièrement important au stade de la conception préliminaire; et est extrêmement utile pour les industries qui tentent d’atteindre la meilleure efficacité de conception et la meilleure puissance de sortie.
Référence: “Numerical modeling and optimization of vertical axis wind turbine pairs: A scale-up approach” by Joachim Toftegaard Hansen; Mahak Mahak, and Iakovos Tzanakis, 4 March 2021, Renewable Energy.
DOI: 10.1016/j.renene.2021.03.001
