Comment les “lentilles de vent” sont censées améliorer les éoliennes en grappe

Le Japon est toujours en retard par rapport aux autres pays dans le développement des parcs éoliens. Le Centre de recherche et d’enseignement de l’éolien offshore de l’Université de Kyushu veut maintenant changer cela avec un nouveau type d’éoliennes en grappe. Ces capteurs de vent se caractérisent par le fait que, contrairement aux systèmes conventionnels, aucun grand rotor ne génère de l’électricité, mais de nombreux rotors plus petits montés les uns à côté des autres et les uns sur les autres.

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Le nouveau type est destiné à modifier les inconvénients des centrales précédentes, qui atteignent leurs limites économiques et physiques à mesure qu’elles grandissent. Les éoliennes deviennent de plus en plus hautes, car le doublement de la longueur du rotor quadruple la récolte d’énergie. Les plus grandes plantes mesurent donc désormais 300 mètres de haut.

Énergie éolienne : Petits rotors contre gros problèmes

Mais avec chaque mètre, les coûts de la tour et des ailes augmentent également. Les gains de rendement sont donc de moins en moins intéressants économiquement. De plus, les têtes de rotor tournent plus vite, parfois à plus de 100 mètres par seconde. Cela les rend non seulement plus vulnérables, même les gouttes de pluie peuvent les endommager. Ils font aussi plus de bruit.

Des grappes de rotors plus petits visent à résoudre ces problèmes tout en générant plus de puissance que les modèles traditionnels. La start-up norvégienne Systèmes de capture du vent développe cette idée depuis 2017. L’entreprise a 2021 un mur de 117 turbines de plus de 300 mètres de haut a été présenté.

La start-up affirme que cinq de ces murs remplaceront 25 éoliennes offshore conventionnelles. De plus, grâce à des rotors plus petits, les murs peuvent théoriquement exploiter pleinement des vitesses de vent nettement plus élevées. Ils doivent également être plus faciles à entretenir. Car si un rotor est défectueux ou doit être réparé, les autres peuvent continuer à tourner.

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Défis dans la région du typhon au Japon

Les Japonais tentent maintenant d’augmenter encore le rendement éolien avec une innovation : une éolienne à lentille éolienne. Alors que le système norvégien a les rotors tournant librement, le modèle japonais est entouré d’un cadre circulaire conçu pour concentrer le vent.

Pour 2024, l’institut universitaire et la spin-off Riamwind prévoient la Construction d’un banc d’essai avec deux turbines de 200 kW, chacune d’un diamètre de 25 mètres. En fin de compte, les chercheurs ont une centrale de 20 MW avec 100 turbines en tête. Avant que l’idée ne soit compétitive, cependant, les développeurs doivent encore résoudre des problèmes.

La résilience aux vents violents est un défi, en particulier dans une région de typhons comme le Japon. La vitesse du vent dans les ouragans asiatiques peut dépasser 250 km/h. Le poids et le coût de la structure portante sont des contraintes supplémentaires, il reste donc encore quelques ajustements à apporter à la nouvelle génération d’éoliennes sur lesquelles il faut travailler.

(jl)