Des chercheurs de l'Université du Texas développent des pales d'éoliennes en eaux profondes

Le Dr Todd Griffith, professeur agrégé de génie mécanique, démontre sa conception de pale pour une éolienne flottante offshore. Griffith dirige une équipe de chercheurs et de collaborateurs de l'UT Dallas pour construire un prototype de la turbine. Origine | Université du Texas à Dallas

Le Dr Todd Griffith, professeur agrégé de génie mécanique à l'Université du Texas à Dallas (UT Dallas), et son équipe ont reçu une subvention de 3,3 millions de dollars du département américain de l'Énergie pour développer un prototype de leur conception d'éolienne flottante en mer pour convertir les vents des grands fonds en électricité.

La nouvelle subvention fait partie d'un prix de 26 millions de dollars de l'Agence pour les projets de recherche avancée-Énergie (APRA-E) finançant 13 projets visant à accélérer les technologies d'éoliennes flottantes en mer grâce aux turbines aérodynamiques, plus légères et à flot, avec les technologies nautiques et la servocommande intégrée (ATLANTIS ) programme.

Le ministère de l'Énergie estime que les eaux fédérales et étatiques le long des côtes américaines et des Grands Lacs pourraient générer deux fois la quantité d'énergie produite par toutes les centrales électriques du pays réunies. L'un des principaux obstacles à la récolte de cette énergie a été le coût élevé du déploiement d'éoliennes dans des eaux plus profondes, où des plates-formes flottantes sont nécessaires. Le projet de Griffith vise à réduire les coûts et à surmonter les défis liés à l'installation et à la connexion aux réseaux énergétiques existants avec des câbles sous-marins.

La conception de l'éolienne à axe vertical de Griffith, contrairement aux éoliennes traditionnelles à axe horizontal à trois pales, nécessite des pales verticales debout sur une plate-forme située en partie au-dessus de la surface de l'océan et en partie en dessous. La plate-forme est attachée au fond marin avec des câbles, plutôt qu'ancrée directement au fond marin, sous des profondeurs océaniques d'au moins 200 pieds.

Selon la conception, les pales de la turbine s'élèveraient entre 600 et 700 pieds au-dessus de la surface de l'océan, mais pourraient atteindre 900 pieds.

Griffith a commencé à étudier la conception d'éoliennes à axe vertical en 2009 lorsqu'il était membre principal du personnel technique et responsable technique offshore au département des technologies de l'énergie éolienne de Sandia National Laboratories (Albuquerque, N.M., États-Unis). Il a rejoint l'UT Dallas en 2017.

Dans le cadre de la nouvelle subvention, l'équipe de l'UT Dallas comprendra des doctorants, des chercheurs postdoctoraux et le Dr Mario Rotea, titulaire de la chaire Erik Jonsson et responsable du génie mécanique, qui dirigera l'orientation des systèmes de contrôle du projet. Grâce à un processus appelé co-conception de contrôle, Rotea a déclaré qu'il travaillerait au développement des sous-systèmes nécessaires pour extraire le plus de puissance avec le moins d'effort de la turbine, ce qui inclut la gestion des forces sur les pales et la vitesse de la turbine dans des conditions météorologiques changeantes.

La recherche est essentielle pour étendre l'utilisation de l'énergie éolienne aux États-Unis, en particulier dans les zones côtières, selon Rotea. Le seul projet éolien offshore commercial du pays, qui a été mis en ligne en 2016, est le parc éolien de Block Island à environ 4 miles au large de Block Island, Rhode Island.

Les chercheurs de l'UT Dallas travaillent avec l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et les partenaires commerciaux Aquanis Inc., VL Offshore et XFlow Energy.

« Pour moi, c'est l'occasion de faire d'excellentes recherches avec une excellente équipe d'ingénieurs multidisciplinaires », déclare Griffith. « Nous rassemblons la conception structurelle, l'aérodynamique, les systèmes de contrôle, les systèmes flottants, l'économie et les procédures d'installation. C'est un véritable problème d'ingénierie au niveau des systèmes. Je suis simplement ravi de pouvoir diriger cet incroyable groupe pour rassembler toute cette technologie pour réaliser la vision du programme ATLANTIS. "