Les pales des éoliennes sont conçues selon des principes aérodynamiques établis il y a plus d’un siècle, mais les formules traditionnelles ne fonctionnent pas toujours dans toutes les situations. Pour remédier à cela, les ingénieurs ont ajouté des corrections empiriques pour tenir compte des observations réelles. Aujourd’hui, les ingénieurs du MIT ont développé un modèle basé sur la physique pour représenter de manière précise le flux d’air autour des rotors, y compris dans des conditions extrêmes. Ce modèle pourrait améliorer la conception des rotors et l’exploitation des parcs éoliens.
Ce nouveau modèle, appelé modèle de moment unifié, est basé sur une analyse théorique détaillée de l’aérodynamique des turbines. Contrairement aux modèles précédents, celui-ci prend en compte les forces, les vitesses d’écoulement et la puissance des rotors dans toutes les situations, qu’ils extraient de l’énergie du flux d’air ou lui en fournissent. Cette approche permet d’optimiser en temps réel les paramètres des éoliennes dans un parc éolien pour maximiser la puissance tout en garantissant la sécurité.
D’après les chercheurs, ce nouveau modèle apporte des améliorations significatives par rapport aux méthodes empiriques précédemment utilisées. Par exemple, il permet de prédire de manière plus précise l’effet du sillage entre les éoliennes et d’optimiser la disposition des turbines dans un parc éolien. De plus, le modèle révèle qu’il est possible d’extraire un peu plus de puissance que ce que prévoyait la formule traditionnelle de la limite de Betz, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour l’amélioration de l’efficacité des éoliennes.
Ce modèle peut être intégré dans des logiciels existants ou utilisé en tant que progiciel open source téléchargeable gratuitement sur GitHub. Il offre aux ingénieurs et aux exploitants de parcs éoliens un outil puissant pour optimiser la production d’énergie éolienne et répondre aux défis du changement climatique. Cette avancée a été rendue possible grâce au soutien de la National Science Foundation et de Siemens Gamesa Renewable Energy.
En savoir plus : https://news.mit.edu/2024/new-theory-could-improve-design-and-operation-wind-farms-0821
