Innovation : une éolienne sans pales

Les éoliennes ont beaucoup de défauts. Parmi les risques causé par ces dispositifs, ceux qu'ils font courir aux oiseaux sont particulièrement importants. Le principe adopté par Vortex Bladeless (https://vortexbladeless.com/) est réellement original ; il supprime au moins ce risque.

Fondamentaux de l'idée

Vortex Bladeless est un générateur de vent résonnant à vibrations induites par vortex. Il exploite l'énergie éolienne d'un phénomène de vorticité appelé Vortex Shedding. Fondamentalement, la technologie sans lame consiste en un cylindre fixé verticalement avec une tige élastique.

Le cylindre oscille sur une plage de vent, qui génère ensuite de l'électricité grâce à un système d'alternateur. En d'autres termes, c'est une éolienne qui n'est pas réellement une turbine.

Les générateurs de vent Vortex sont plus similaires en termes de caractéristiques et de rentabilité au fil du temps aux panneaux solaires qu'aux éoliennes ordinaires. Ce projet est financé par la recherche et l'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne ''

Structure et géométrie

Le cylindre extérieur est conçu pour être en grande partie rigide et a la capacité de vibrer, en restant ancré à la tige inférieure. Le sommet du cylindre n'est pas contraint et a l'amplitude maximale de l'oscillation. La structure est construite en utilisant des résines renforcées de fibre de carbone et / ou de verre, matériaux utilisés dans les pales d'éoliennes conventionnelles.

La partie supérieure de la tige soutient le mât et la partie inférieure est fermement ancrée au sol. Il est construit en polymère renforcé de fibre de carbone, qui offre une grande résistance à la fatigue et une fuite d'énergie minimale lors de l'oscillation.

Naturellement, la conception d'une telle éolienne est assez différente d'une turbine traditionnelle. Au lieu de la tour, de la nacelle et des pales habituelles, notre appareil ne dispose que d'un mât en matériaux légers sur une base. Cela réduit l'utilisation de matières premières et le besoin d'une fondation plus profonde.

Conversion d'énergie

Notre éolienne sans pales capte l'énergie du vent par un phénomène de résonance produit par un effet aérodynamique appelé effacement vortex. En mécanique des fluides, lorsque le vent traverse un corps contondant, le flux est modifié et génère un modèle cyclique de tourbillons. Une fois que la fréquence de ces forces est suffisamment proche de la fréquence structurelle du corps, le corps commence à osciller et entre en résonance avec le vent. Ceci est également connu sous le nom de Vortex Induced Vibration (VIV).

Comment ça fonctionne

Ce phénomène VIV est généralement évité en ingénierie structurelle, aéronautique et architecture. Bien au contraire, les turbines de Vortex maximisent ces instabilités aérodynamiques et turbulences éoliennes, captant cette énergie.
La géométrie du mât du Vortex est spécialement conçue pour atteindre des performances maximales aux vitesses moyennes du vent observées. Il est capable de s'adapter très rapidement aux changements de direction du vent et aux flux d'air turbulents couramment observés en milieu urbain.

(suite  ... en anglais)

Voir aussi : Betz's law.

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