Pas d’embellie, tout gain : l’énergie éolienne sans mouvement remet en question les conventions

Penser au vent, c’est penser au mouvement, n’est-ce pas ? Mais qu’est-ce qui se passerait si nous pouvions obtenir de l’énergie du vent sans les pales tournantes que nous sommes habitués à voir ? 

C’est ce qui se passe avec certaines des dernières technologies d’énergie éolienne. Elles changent nos anciennes idées de la façon dont fonctionne l’énergie éolienne, en capturant l’énergie du vent de nouvelles manières qui n’ont pas toujours besoin de mouvement.

Alors que nous adoptons ces innovations, il est également important de comprendre les limites des méthodes traditionnelles.  Les turbines éoliennes produisent une énergie propre et renouvelable, mais elles ne sont pas dépourvues de défauts.  Par exemple, la production d’énergie éolienne par les turbines n’est pas un choix économiquement prudent pour produire de l’énergie dans les endroits qui ne sont pas suffisamment ventés. 

Et comme les turbines éoliennes sont souvent installées dans des endroits reculés, la mise en place des infrastructures peut être un problème, en particulier la création de lignes de transmission pour acheminer l’électricité des fermes éoliennes vers les habitations des zones urbaines. 

De plus, les grandes turbines sont connues pour produire du bruit et perturber l’esthétique visuelle d’une zone. De plus, ces installations peuvent également affecter la faune locale. 

Toutes ces difficultés peuvent maintenant être résolues en ne s’éloignant pas du concept de base, qui est d’utiliser le vent pour la production d’énergie propre. La solution réside dans les turbines éoliennes sans mouvement, car elles peuvent capter l’énergie sans créer de bruit ou d’autres difficultés qui l’accompagnent. 

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Génération d’énergie éolienne sans mouvement

La génération d’énergie éolienne sans mouvement consiste à éliminer la dépendance à l’égard d’un réseau centralisé et lourd en ressources et à compter sur une combinaison de ressources énergétiques distribuées (DER) que l’on peut placer sur les toits des structures résidentielles et commerciales.  Alors que ces ressources énergétiques utilisent à la fois l’énergie solaire et éolienne, le vent a l’avantage d’être disponible 24h/24, contrairement aux rayons du soleil. 

Pendant ce temps, un générateur d’énergie éolienne sans mouvement capte l’énergie du vent en utilisant des ailes ou des profilés aérodynamiques montés verticalement et non des grandes pales de turbine. Lorsque le vent passe à travers les ailes, une zone de basse pression est créée entre elles. Cette basse pression crée une aspiration, et un corps creux spécial situé entre les ailes alimente cette aspiration. Cette alimentation passe à travers une petite turbine située à la base de l’unité et génère de l’électricité lorsqu’elle tourne, sans impliquer de grandes pièces mobiles ou tournantes. 

Il y a de nombreux avantages à ce processus. Il réduit la pollution sonore, aide à protéger la faune, utilise l’espace de manière efficace et nécessite une faible maintenance. 

Bien que l’histoire de l’énergie éolienne traditionnelle, telle que nous la connaissons aujourd’hui, remonte à de nombreuses années, la génération d’énergie éolienne sans mouvement ajoute une valeur significative à nos efforts de durabilité. Et bien qu’elle soit nouvelle, cela ne retire pas les promesses et le potentiel qu’elle a déjà montré.

Selon Architecture 2030, 50 % des émissions de carbone mondiales proviennent des bâtiments et de l’environnement bâti. Sur ce total, 27 % proviennent des opérations de bâtiment, tandis que 20 % proviennent des matériaux de construction, de la construction et d’autres utilisations de l’industrie de la construction. Par conséquent, il est essentiel que nous utilisions des solutions d’énergie de bâtiment de manière plus efficace, et la génération d’énergie éolienne sans mouvement est un pas dans cette direction. 

De nombreuses entreprises commerciales se sont lancées dans la tâche de transformer l’énergie éolienne sans mouvement en quelque chose de réalisable. Nous allons discuter de ces entreprises et examiner la technologie qu’elles déploient dans leurs solutions. 

Entreprises avec des solutions transformatives dans la génération d’énergie éolienne sans mouvement

1. Vortex Bladeless

Vortex caractérise sa solution d’énergie éolienne par de nombreux adjectifs. L’énergie est sans pales, plus sûre, plus silencieuse et plus verte. 

Dans l’ensemble, la vision de Vortex Bladeless est d’offrir une nouvelle alternative éolienne aux grands parcs éoliens. Et pour atteindre sa vision, l’entreprise s’appuie sur une physique différente de celle de l’énergie éolienne traditionnelle. Le résultat est distinct et plein d’opportunités. 

Technologie de génération d’énergie éolienne sans mouvement : la voie Vortex Bladeless

Le dispositif Vortex ressemble à une tour cylindrique. Si l’on commence par le bas, la partie inférieure est fixe et est appelée base. La partie au-dessus de la base est le noyau, qui contient une tige en carbone à l’intérieur. Au-dessus du noyau, il y a le système de réglage de l’alternateur. Au-dessus de tout cela, il y a la tour cylindrique qui oscille librement perpendiculairement à la direction du vent. 

Lorsque le vent passe autour de ces structures cylindriques, il crée des vortex de pression. La fréquence de ces vortex dépend de la vitesse du vent. Avec des structures ayant une fréquence de résonance naturelle similaire, elles commencent à osciller et à capter l’énergie du vent. 

Après avoir capturé l’énergie, vient la phase de conversion. Pour la conversion, Vortex Bladeless utilise la technologie d’un alternateur traditionnel, où le dispositif subit une interaction entre les bobines et les champs magnétiques. 

L’électricité est générée par induction électromagnétique. Les aimants servent également de système de réglage où la constante d’élasticité du mât est modifiée, élargissant la plage de vitesses de vent dans laquelle les oscillations se produisent. 

Bien que la technologie de Vortex soit encore en cours de développement, une fois qu’elle deviendra une réalité à part entière, elle présentera de nombreux avantages par rapport à une turbine traditionnelle de la même taille. Vortex Bladeless sera sans engrenages et sans huile, ne nécessitant pas de freinage et étant plus facile à fabriquer. Elle restera toujours orientée sur une fondation similaire. Elle nécessitera moins d’espace et aura une durée de vie plus longue.

Vortex Bladeless : un bref profil

Fondée par David Suriol et Raul Martin Yunta, Vortex Bladeless est basée à Madrid, en Espagne. Il s’agit d’une startup en phase de démarrage. Selon les données publiques disponibles, l’entreprise a levé 120 000 $ en financement initial auprès de Techstars en 2021. 

Pour ceux qui ne sont pas familiers avec Techstar, il se positionne comme le plus actif investisseur en pré-amorçage au niveau mondial, avec un portefeuille d’accélérateur d’une valeur de marché de 105 milliards de dollars. 

2. Aeromine : système d’énergie éolienne sans pales

Une autre entreprise qui propose des solutions éoliennes sans pales transformatrices est Aeromine Technologies. Ces systèmes sans pales sont installés sur les toits des propriétés commerciales pour capter l’énergie renouvelable sur place. 

Aeromine utilise les principes de l’aérodynamique. Il utilise des générateurs éoliens à ailes intégrés aux bâtiments sans pièces mobiles. Lorsque le vent passe à travers ces ailes, une zone de basse pression est créée entre elles. 

Le corps creux du centre de la structure guide la pression vers le collecteur et la turbine interne. À la partie inférieure de la structure, la basse pression aspire l’air à travers l’admission pour le faire passer à travers la turbine et générer de la puissance avant que le jet d’air ne sorte du corps central et ne se mélange au vent libre. 

Le principe d’Aeromine repose sur l’utilisation de pièces externes et l’élimination des vibrations. Au lieu de cela, il utilise les ailes pour capter et amplifier l’écoulement d’air d’un bâtiment ou d’une structure commerciale. La solution est en avance sur l’énergie solaire en nécessitant un dixième de l’espace de toit utilisé par les panneaux solaires. 

La solution d’Aeromine est silencieuse et stationnaire. Elle est capable de générer de l’énergie à tout moment dans toutes les conditions météorologiques. Le système est une combinaison typique de 20 à 40 unités sur le bord d’un bâtiment, où la combinaison fait face à la direction du vent dominante. 

Selon les déclarations de l’entreprise, son système est environ 50 % plus productif que les autres alternatives d’énergie renouvelable. Si on le combine avec des solutions solaires sur les toits, le système de génération d’énergie éolienne sans pales peut répondre à l’ensemble des besoins énergétiques sur place d’un bâtiment. 

Aeromine Technologies : un bref profil

Fondée en 2020 par Martin Manniche, Aeromine Technologies a son siège social dans la région de Houston, aux États-Unis. Le 31 octobre 2023, l’entreprise a reçu une subvention de 1,1 million de dollars de l’Agence d’énergie danoise. 

En janvier 2023, AEC Angels a fait un investissement d’endossement dans Aeromine technologies. Le premier investissement d’Aeromine Technologies provenait de Mass Challenge en tant qu’assistance non financière.

Pourquoi la génération d’énergie éolienne sans mouvement est-elle considérée comme une solution crédible pour l’avenir ?

La validation la plus forte de la génération d’énergie éolienne sans mouvement ou sans pales comme moyen de créer une énergie propre et renouvelable vient de ses investisseurs. 

Le système innovant d’énergie éolienne sans pales d’Aeromine, qui convertit l’écoulement d’air d’un bâtiment en énergie renouvelable, a obtenu une subvention de 1,1 million de dollars de l’Agence d’énergie danoise, comme nous l’avons vu. La subvention a été accordée après avoir vérifié la viabilité de la solution sur neuf paramètres, notamment son potentiel de commercialisation et sa capacité à atteindre les objectifs de politique climatique. 

Cependant, il reste encore beaucoup à faire pour la rendre infaillible. L’Université technique du Danemark (DTU) collaborera avec Aeromine pour effectuer des tests de performance de la technologie sur différents types de bâtiments et conditions de vent variables. 

Selon le professeur Christian Bak, chef de la section Conception d’ailes et de rotors à l’Université technique du Danemark, l’université examinera la modélisation de l’écoulement pour différents types de bâtiments et mesurera les performances de la solution « pour dériver des algorithmes améliorés pour estimer la production d’énergie et le placement optimal sur les toits ». Cela conduira à une mise au point et à une application plus efficace du système. 

Puisque la solution peut être déployée sur les toits des appartements, des bureaux, des entrepôts, des terminaux portuaires, des hôpitaux, des centres commerciaux et tout autre bâtiment avec un toit plat, les connaissances en matière d’optimisation du placement conduiront à une adaptabilité accrue.

Aeromine admet qu’il existe déjà une demande significative pour ses solutions sur le marché. En fait, selon le co-fondateur d’Aeromine, Martin Manniche, l’entreprise reçoit déjà « un grand nombre de demandes pour la technologie et augmente la production pour répondre à la demande ». 

Manniche pense également que leur solution rendra l’énergie éolienne « un excellent choix pour les entreprises locales », ce qui n’a pas encore été le cas.  

Des avantages similaires et plus pourraient également être trouvés pour les solutions de Vortex Bladeless. Par exemple, sa solution de génération d’énergie éolienne sans mouvement est moins chère à fabriquer et à maintenir. 

Pour ceux qui ont des doutes sur l’efficacité de la conception de Vortex, les créateurs affirment que leur Vortex Mini – le modèle de 13 mètres (42 pieds), 4 kW – peut capter jusqu’à 40 % de la puissance du vent dans des conditions idéales. 

Bien qu’il soit 30 % moins efficace que les turbines éoliennes traditionnelles, on peut compenser cette faiblesse en installant deux fois le nombre de turbines Vortex dans le même espace qu’une turbine à pales. 

Atteindre les objectifs d’énergie propre

L’atteinte des objectifs d’émissions nettes nulles d’ici 2050 dépendra dans une large mesure de l’utilisation réussie de l’énergie éolienne et solaire. 

Sur le front de l’énergie éolienne, alors que les turbines sont devenues plus grandes avec des hauteurs de moyeu plus élevées et des diamètres de rotor plus importants, les ajouts de capacité éolienne annuels jusqu’en 2030 doivent augmenter de manière significative pour atteindre les objectifs. 

Pour atteindre l’objectif d’émissions nettes nulles d’ici 2050, qui prévoit environ 7 400 TWh de production d’électricité éolienne en 2030, le taux de croissance moyen annuel de la production doit augmenter à environ 17 %. Pour y parvenir, il faudrait augmenter les ajouts de capacité annuels de environ 75 GW en 2022 à 350 GW en 2030.

Les ajouts de capacité éolienne ont jusqu’à présent été largement limités à la Chine, un acteur important dans ce domaine. Le pays est actuellement responsable de la moitié des ajouts de capacité éolienne mondiaux en 2022. 

L’ Agence internationale de l’énergie a également noté une croissance entravée dans la fabrication d’équipements éoliens. Pour améliorer la situation, l’agence a recommandé une accélération du rythme. Elle a également observé des innovations dans le secteur qui tournent principalement autour de l’augmentation de la productivité et de la réduction des coûts. 

Dans un scénario mitigé, la génération d’énergie éolienne sans mouvement peut ajouter de l’élan à la croissance. Avec ses exigences d’espace limitées et ses capacités de maintenance faciles, elle peut se propager rapidement dans les régions où les terres sont une contrainte. 

Plus positif encore, les investissements dans l’énergie éolienne ont augmenté de 20 % en 2022, se remettant d’un ralentissement en 2021. Elle fait désormais partie de tous les grands programmes de collaboration dans le domaine des énergies renouvelables avec un soutien important du secteur privé. 

Les investissements remportés par Aeromine et Vortex, en particulier par la communauté scientifique et les enthousiastes de la technologie, montrent que l’énergie éolienne sans mouvement a ses pieds sur des fondations solides. Plus de mises au point et de calibrations nécessaires la rendront un choix parfait pour étendre la portée de l’énergie renouvelable et propre plus rapidement.

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