5 conceptions inhabituelles d'éoliennes

L'énergie éolienne se développe activement dans le monde entier, et ce n'est un secret pour personne que c'est l'un des domaines les plus prometteurs de l'énergie alternative à l'heure actuelle. À la mi-2014, la capacité totale de toutes les éoliennes installées dans le monde était de 336 gigawatts, et la plus grande et la plus puissante éolienne verticale à trois pales Vestas-164 a été installée et lancée début 2014 au Danemark. Sa puissance atteint 8 mégawatts et la portée des pales est de 164 mètres.

Malgré la technologie de longue date de fabrication des turbines à palettes et des éoliennes en général, de nombreux passionnés cherchent à améliorer la technologie, à augmenter son efficacité et à réduire les facteurs négatifs.

Comme on le sait, le coefficient d'utilisation de l'énergie du vent éoliennes traditionnelles au mieux, il atteint 30%, ils sont assez bruyants et perturbent l'équilibre thermique naturel des territoires environnants, augmentant la température de la couche d'air de surface la nuit. Ils sont également très dangereux pour les oiseaux et occupent de grandes surfaces.

Quelles alternatives existent? En fait, le travail des inventeurs modernes ne connaît pas de limites, et de nombreuses alternatives différentes ont été inventées.

Examinons les 5 conceptions alternatives les plus remarquables de l'industrie pour les éoliennes.

Depuis 2010, la société américaine Altaeros Energies, basée au Massachusetts Research Institute, développe une nouvelle génération d'éoliennes. Un nouveau type d'éolienne est conçu pour fonctionner à des hauteurs allant jusqu'à 600 mètres, là où les éoliennes ordinaires ne peuvent tout simplement pas arriver. C'est à des altitudes si élevées que les vents les plus forts soufflent constamment, qui sont 5 à 8 fois plus forts que les vents près de la surface de la terre.

Le générateur est une structure gonflable, semblable à un dirigeable gonflé à l'hélium, dans lequel une turbine à trois pales est installée sur l'axe horizontal. Une telle éolienne a été lancée en 2014 en Alaska à une hauteur d'environ 300 mètres pour être testée pendant 18 mois.

Les développeurs affirment que cette technologie produira de l'électricité à 18 cents le kilowatt-heure, soit la moitié du prix du coût habituel de l'énergie éolienne en Alaska. À l'avenir, ces générateurs pourraient bien être en mesure de remplacer les centrales diesel, ainsi que de trouver des applications dans les zones à problèmes.

À l'avenir, cet appareil sera non seulement un générateur d'énergie électrique, mais aussi une partie d'une station météorologique et un moyen pratique de fournir Internet dans des territoires éloignés de l'infrastructure correspondante.

Après l'installation, un tel système ne nécessite pas la présence de personnel, n'occupe pas une grande surface et est presque silencieux. Il peut être contrôlé à distance et ne nécessite un entretien qu'une fois tous les 1 à 1,5 ans.

Une autre décision intéressante visant à créer une conception inhabituelle d'un parc éolien est en cours de mise en œuvre aux Émirats arabes unis. Non loin d'Abu Dhabi, la ville de Madsar est en cours de construction, dans laquelle ils prévoient de construire un parc éolien assez inhabituel, appelé par les développeurs de "Windstalk".

Le fondateur d'Atelier DNA, une société de conception basée à New York développant la conception de ce projet, a déclaré que l'idée principale était de trouver un modèle cinétique dans la nature qui pourrait servir à générer de l'électricité, et un tel modèle a été trouvé. 1203 tiges de fibre de carbone, chacune d'environ 55 mètres de haut, avec des bases en béton de 20 mètres de large, seront installées à 10 mètres l'une de l'autre.

Les tiges seront renforcées de caoutchouc, auront une largeur d'environ 30 cm à la base et s'effileront jusqu'à 5 centimètres au sommet.Chacune de ces tiges contiendra des couches alternées d'électrodes et de disques céramiques fabriqués à partir d'un matériau piézoélectrique qui génère un courant électrique lorsqu'il est soumis à une pression.

Lorsque les tiges se balancent dans le vent, les disques rétrécissent, générant un courant électrique. Pas de bruit des pales des éoliennes, pas de victimes parmi les oiseaux, rien que le vent.

L'idée est venue en observant les roseaux se balançant dans le marais.

Le projet Windstalk de l'Atelier DNA a remporté le deuxième prix du concours Land Art Generator parrainé par Madsar pour sélectionner les meilleures œuvres d'art internationales pour générer de l'énergie à partir de sources renouvelables.

La superficie occupée par cette éolienne inhabituelle couvrira 2,6 hectares et, en termes de puissance, elle correspondra à une éolienne conventionnelle, occupant une superficie similaire. Le système est efficace en raison de l'absence de pertes par frottement inhérentes aux systèmes mécaniques traditionnels.

À la base de chaque tige se trouve un générateur qui convertit le couple de la tige à l'aide d'un amortisseur et d'un système de cylindres, similaire au système Levant Power développé à Cambridge, Massachusetts.

Le vent n'étant pas constant, un système de stockage d'énergie sera appliqué afin que l'énergie accumulée puisse être dépensée même en l'absence de vent, expliquent les salariés travaillant sur le projet.

Au sommet de chaque tige, une lumière LED sera installée, dont la luminosité dépendra directement de la force du vent et de la quantité d'électricité actuellement produite.

Windstalk fonctionnera sur une agitation chaotique, ce qui vous permet de placer les éléments beaucoup plus près les uns des autres que ce qui est possible avec les éoliennes à pales conventionnelles.

Un projet Wavestalk similaire est en cours de développement pour convertir l'énergie des courants océaniques et des vagues, où un système similaire sera à l'envers sous l'eau.

Le projet, développé par Saphon Energy de Tunisie, ainsi que Windstalk, est une éolienne sans lame, mais cette fois, l'appareil a une conception de type voile.

Ce générateur silencieux, ressemblant à une antenne parabolique en forme, s'appelait Saphonian. Il ne comporte aucune pièce rotative et est totalement sans danger pour les oiseaux. L'écran du générateur effectue des mouvements de va-et-vient sous l'influence du vent, créant des oscillations dans le système hydraulique.

L'objectif du projet est d'améliorer les performances des éoliennes en ce qui concerne l'utilisation du vent. Le vent s'accroche littéralement à une voile, qui fait des mouvements d'avant en arrière sous son action, alors qu'il n'y a pas de pales, pas de rotor, pas d'engrenages. Cette interaction vous permet de convertir plus d'énergie cinétique en énergie mécanique à l'aide de pistons.

L'énergie peut être accumulée dans des accumulateurs hydrauliques, ou convertie en énergie électrique au moyen d'un générateur, ou un mécanisme peut être mis en rotation avec son aide. Si les éoliennes ordinaires ont un rendement de 30%, ce générateur de type voile donne tous les 80%. Son efficacité dépasse de 2,3 fois les éoliennes à pales.

En raison du manque de composants coûteux, comme c'est le cas dans une éolienne (pales, moyeux, boîtes de vitesses), dans le cas de Saphonian, les coûts d'équipement sont réduits à 45%.

La forme aérodynamique du Saphonian a l'avantage que les courants de vent turbulents ont peu d'effet sur le corps de la voile, et la force aérodynamique ne fait qu'augmenter. C'est à cause de la turbulence que les éoliennes ne sont pas utilisées dans les zones urbaines, et Saphonian peut également y être utilisé. De plus, les facteurs acoustiques et vibratoires nocifs sont minimisés. Saphon Energy a reçu le prix KPMG pour l'innovation.

Une autre approche très révolutionnaire de l'utilisation de l'énergie éolienne a été mise en œuvre en 2008 par un inventeur - un passionné de Californie.Les grands générateurs éoliens pour les petites villes ont la taille d'un bâtiment de 30 étages et leurs pales atteignent la taille des ailes d'un Boeing 747.

Ces générateurs géants produisent certainement beaucoup d'énergie, mais la production, le transport et l'installation de tels systèmes sont complexes et coûteux. Malgré cela, l'industrie croît de plus de 40% chaque année. C'est ce à quoi Dag Selsam de Californie a pensé avant de fixer son objectif ambitieux. Il a décidé qu'il était réaliste d'obtenir plus d'énergie en utilisant moins de matériaux.

En installant une douzaine ou plusieurs douzaines de petits rotors sur un arbre relié à un générateur, Doug a finalement atteint son objectif. Il a connecté une extrémité du long arbre au générateur et a lancé l'autre extrémité dans les hauteurs sur des ballons à l'hélium. Le système a fonctionné comme prévu.

Dans les manuels, Doug a lu qu'une turbine à rotor unique suffit pour obtenir le maximum, mais Doug a des doutes. Il pensait le contraire: plus il y a de rotors, plus l'énergie éolienne est disponible.

Si chaque rotor est situé à l'angle droit, alors chaque rotor recevra son propre vent, ce qui augmentera l'efficacité de génération.

Bien sûr, cela complique la physique, car il fallait maintenant s'assurer que chaque rotor attrape son propre flux, et pas seulement le flux du rotor voisin. Il a fallu trouver l'angle optimal de l'arbre par rapport au vent et la distance idéale entre les rotors. Et, au final, le gain a été obtenu en utilisant moins de matière.

En 2003, l'inventeur a reçu une subvention de 75 000 $ de la California Energy Commission pour développer une turbine de 3 000 watts avec sept rotors. La tâche a été résolue avec succès et Dag Selsam a déjà vendu plus de 20 de ses turbines à double rotor de 2000 watts à plusieurs propriétaires. Il a construit ces appareils dans son garage de campagne.

L'idée de Doug était l'une des rares idées qui ont réellement toutes les chances de connaître un grand succès dans le monde commercial. Selsam dit que deux rotors ne sont qu'un début. Il verra probablement un jour ses turbines multi-rotors d'un kilomètre de long à travers le ciel.

«Nous pouvons aller plus loin et fabriquer des turbines beaucoup plus puissantes en utilisant cette technologie, elle dépassera les fantasmes les plus fous de General Electric», explique l'inventeur.

Archimède, basée à Rotterdam, aux Pays-Bas, a mis au point son propre concept d'éoliennes inhabituelles qui peuvent être installées directement sur les toits des bâtiments résidentiels.

Selon les auteurs du projet, une conception efficace à faible bruit peut fournir une petite maison en électricité et un complexe de tels générateurs, en collaboration avec panneaux solaires standard, capable de réduire complètement à zéro la dépendance d'un grand bâtiment aux sources externes d'électricité. Les nouvelles éoliennes s'appellent Liam F1.

Une petite turbine d'un diamètre de 1,5 mètre et pesant environ 100 kilogrammes peut être installée sur n'importe quel mur ou toit d'un immeuble résidentiel. En règle générale, la hauteur des toits en terrasse est de 10 mètres et le vent dans le pays est presque toujours du sud-ouest. Ces conditions sont suffisantes pour placer correctement la turbine sur le toit et utiliser efficacement l'énergie éolienne.

Deux problèmes des éoliennes conventionnelles sont résolus ici: le bruit des turbines à pales conventionnelles et le coût élevé d'installation d'un équipement encombrant. Dans les éoliennes conventionnelles, les coûts d'installation ne sont souvent pas rentables. Le niveau de bruit de la turbine Liam est d'environ 45 dB, ce qui est encore plus silencieux que le bruit de la pluie (le bruit de la pluie dans la forêt est de 50 dB).

En forme ressemblant à une coquille d'escargot, la turbine, comme une girouette, tourne au vent, captant le flux d'air, réduisant sa vitesse et changeant de direction. Le directeur de la société Marinus Miremeta affirme que l'efficacité d'une turbine innovante atteint 80% de l'efficacité maximale théoriquement disponible dans l'énergie éolienne. Et cela suffit déjà.

Aux Pays-Bas, une famille moyenne consomme 3300 kWh d'électricité par an.Selon les développeurs, la moitié de cette énergie peut être fournie par une turbine Liam F1 à une vitesse de vent d'au moins 4,5 m / s.

Trois de ces éoliennes peuvent être placées aux sommets du triangle sur le toit de la maison, puis chacune des éoliennes sera alimentée en vent et ne se gênera pas, mais au contraire s'aidera.

Si nous parlons d'installer dans une ville où il y a des flux turbulents, le fabricant suggère de légèrement augmenter les éoliennes installées sur les toits de la ville, en les fixant à des poteaux afin que les murs des maisons voisines n'interfèrent pas avec les flux de vent.

Le coût estimé de la nouvelle turbine avec l'installation est de 3999 euros. Étant donné que l'appareil a une taille de plus d'un mètre, une licence spéciale pour son utilisation peut être requise.Par conséquent, dans le cas le plus extrême, la société produit également des mini-turbines Liam d'un diamètre de 0,75 mètre.

Les constructeurs prévoient d'utiliser leurs turbines non seulement pour l'alimentation électrique des bâtiments résidentiels et industriels, mais aussi pour l'alimentation électrique des navires marins.

Comme vous pouvez le voir, il existe de nombreuses alternatives intéressantes des fabricants d'éoliennes.