Ces éoliennes flexibles ne se fissureront pas dans les ouragans

S’inspirant des palmiers, des chercheurs américains ont trouvé un moyen de développer considérablement les éoliennes offshore – un développement qui pourrait augmenter considérablement la quantité d’électricité que nous produisons à partir de l’énergie éolienne.

Éoliennes en mer: Les éoliennes comportent généralement des pales en forme d’hélice fixées à une grande tour. Lorsque le vent frappe les pales, elles tournent et un générateur convertit ce mouvement en électricité.

Nous pouvons maximiser la quantité d’électricité générée par une éolienne en rendant ses pales aussi grandes que possible, en les plaçant du côté de l’éolienne que le vent frappe en premier (« au vent ») et en construisant l’éolienne au large, là où le vent souffle rapidement. et stable sur la mer.

Ces approches ont cependant des compromis. Construire des éoliennes en mer signifie qu’elles sont parfois sur la trajectoire des ouragans, et si les vents sont aussi des lames solides et massives peuvent se plier en arrière et claquer dans la tour.

Pour réduire leur risque, les éoliennes offshore ont généralement des pales épaisses et rigides qui peuvent mieux résister aux vents forts, mais celles-ci présentent également des inconvénients.

« Les pales conventionnelles au vent coûtent cher à fabriquer, à déployer et à entretenir au-delà de 10 à 15 mégawatts », a déclaré Todd Griffith, responsable technique du programme d’énergie éolienne offshore des Sandia National Laboratories, à CleanTechnica en 2016.

« Ils doivent être rigides, pour éviter la fatigue et éliminer les risques de collision avec les tours lors de fortes rafales », a-t-il poursuivi. « Ces pales rigides sont lourdes et leur masse, qui est directement liée au coût, devient encore plus problématique à l’échelle extrême en raison des charges de gravité et d’autres changements. »

En d’autres termes, il est difficile de construire une turbine capable de supporter d’énormes pales faites de matériaux très lourds. Les pales offshore doivent donc choisir entre la taille (plus de puissance) et la résistance.

« Vous parlez de pouvoir alimenter une petite ville avec l’un de ces parcs éoliens. »

Eric Lotho

L’idée: Nous avons besoin de turbines plus grandes qui soient à la fois rentables et capables de résister aux vents de force ouragan – et la conception de la turbine Segmented Ultralight Morphing Rotor (SUMR) pourrait en faire une réalité.

Développées aux Sandia National Laboratories et dans plusieurs universités américaines, les turbines SUMR comportent des pales sur le côté opposé de la tour (« sous le vent ») par rapport à une turbine standard, et au lieu d’être faites d’un matériau lourd et rigide, elles sont légères et flexibles.

Cela rend les lames moins chères, mais leur permet également de se plier une façon de la tour lors de vents violents, sans se rompre.

« Nous sommes très bio-inspirés par les palmiers, qui peuvent survivre à ces conditions d’ouragan », a déclaré Lucy Pao, chercheuse à l’Université du Colorado à Boulder.

Le Prototype: Les chercheurs ont maintenant publié quatre années de données de SUMR-D, un prototype construit sur le campus Flatirons du National Renewable Energy Laboratory dans le Colorado.

Selon l’équipe, le démonstrateur de 53,38 KW a été capable de générer de l’électricité de manière suffisante et constante pendant les vitesses de vent maximales, qui peuvent atteindre jusqu’à 100 miles par heure dans la région – à peu près ce à quoi vous vous attendez lors d’un ouragan de catégorie 2.

La conception SUMR pourrait nous permettre d’augmenter considérablement les éoliennes offshore. Crédit : Chao Qin / Vent SUMR

L’équipe prévoit de mener davantage de recherches avec le prototype, dans le but de démontrer que leur conception pourrait permettre des éoliennes offshore rentables de 50 MW – éclipsant absolument les éoliennes offshore d’aujourd’hui, qui atteignent généralement 8 MW.

« [T]La taille de celui-ci serait comme l’Empire State Building, encore plus grande », a déclaré Eric Loth, chercheur au SUMR, à Marketplace en 2018. « Vous parlez donc de pouvoir alimenter une petite ville avec l’un de ces parcs éoliens. Et je pense que c’est là que nous allons. C’est là que se trouve l’avenir.

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