17 Oct, 2022

Un système éolien en toiture fournit 150 % d’énergie par euro par rapport au solaire

Business, Electronique, Energie, Environnement, Informatique, Logiciel, Matériel, NTIC, Services, Sociétés, Technologie

Aeromine affirme que ses unités éoliennes de toit « immobiles » fournissent 150 % d’énergie de plus par euro que les panneaux solaires, tout en occupant 10 % de la surface du toit.

Aeromine affirme que ses éoliennes de toit « immobiles » uniques en leur genre fournissent jusqu’à 50 % d’énergie en plus qu’un panneau solaire du même prix, tout en n’occupant que 10 % de la surface du toit et en fonctionnant plus ou moins silencieusement. D’après des tests indépendants, ils semblent légitimes.

La production d’énergie distribuée est appelée à jouer un rôle croissant sur les marchés mondiaux de l’énergie. La majeure partie de cette énergie provient actuellement de l’énergie solaire sur les toits, mais dans certaines régions, le vent pourrait certainement jouer un rôle plus important. Cependant, tous les endroits ne sont pas adaptés à une éolienne à pales et, à cet égard, Aeromine Technologies, une entreprise dérivée de l’Université de Houston, a conçu une forme très différente et très soignée de capture de l’énergie éolienne sur les toits qui pourrait changer la donne.

Comme pour les éoliennes traditionnelles, la taille est essentielle. Ainsi, bien que les boîtiers d’énergie éolienne d’Aeromine occupent une surface relativement réduite sur votre toit, ils sont tout de même assez volumineux. Les ailes elles-mêmes mesurent environ 3 mètres de haut et, si l’on en croit les dernières images, elles reposent sur des boîtes qui peuvent ajouter 1,8 mètre ou plus à leur hauteur. D’un autre côté, elles ne créent pas le bruit, ni la distraction visuelle en mouvement constant d’une turbine à pales ordinaire, et peuvent donc s’avérer moins indésirables dans les zones habitées.

Elles fonctionnent également différemment – un peu comme un ensemble d’ailes de spoiler de voiture de course prises en sandwich l’une en face de l’autre, avec un poteau rond entre les deux. Inclinées face au vent, ces ailes stationnaires génèrent un vide à basse pression au centre du dispositif, qui aspire l’air à travers les perforations des ailes elles-mêmes ou du poteau rond, ce qui contribue également à accélérer le flux d’air ambiant sur les ailes.

La conception place un couple d’ailes de type spolier de voiture de course dans une orientation en sandwich, pour créer un vide à basse pression qui aspire l’air par le bas. La turbine est ainsi maintenue à l’abri du danger.

Où se trouve donc la turbine ? En fonction de l’installation, elle peut se trouver au bas du poteau central, entourée d’un conduit, ou, dans les conceptions plus compactes qui reposent directement sur le toit plutôt que sur une boîte, le ventilateur peut se trouver sur le toit du bâtiment lui-même, dans un tuyau relié soit au poteau central, soit aux chambres creuses des ailes perforées. Dans les deux cas, les ailes créent une zone de basse pression, l’air est aspiré par un tube pour remplir cette zone de basse pression, et Aeromine place une hélice interne relativement petite et bon marché (peut-être 91 cm de diamètre) dans ce tube pour faire fonctionner un générateur.

C’est très silencieux, très sûr et très bon marché à construire ; vous n’avez pas besoin de matériaux sophistiqués comme la fibre de carbone, il n’y a rien de spécial dans le ventilateur lui-même, et l’ensemble se démonte pour le transport et un processus de construction relativement simple sur place.

Aeromine n’a pas encore désigné une capacité standard pour ses appareils dans leur dernière itération – en fait, nous avons dû creuser pour trouver beaucoup d’informations sur l’appareil. Mais dans une solution présentée au défi AFWERX Reimagining Energy en janvier 2021, ces unités ont été évaluées à 5 kW chacune, ce qui est assez proche de la production d’un système solaire domestique typique de 21 panneaux sur un toit. Plusieurs unités peuvent bien sûr être installées le long du bord avant d’un bâtiment, espacées d’environ 4,6 m, et chaque unité de ce défi AFWERX (désormais obsolète) promettait de générer environ 14,3 MWh par an. À titre d’exemple, une installation solaire classique de 6,5 kW sur le toit d’une maison produit environ 9 MWh par an.

Unité éolienne Aeromine, installée à titre d’essai pilote sur le toit des installations de fabrication de BASF à Wyandotte, dans le Michigan. Nous pensons que la grande boîte en bas disparaîtra dans les applications commerciales, l’entrée d’air et la turbine étant situées sous la ligne de toit.

Le potentiel est clair : le solaire et l’éolien fonctionnent bien de manière complémentaire. Le solaire ne produit que pendant les heures les plus ensoleillées, l’éolien peut fonctionner 24 heures sur 24, mais cela dépend totalement des conditions. Le faible encombrement d’un système Aeromine permet de couvrir le reste du toit de panneaux solaires, puis d’installer des batteries de stockage sur site et de faire fonctionner une entreprise de taille décente plus ou moins hors réseau.

Quels sont donc les inconvénients ? Ces appareils doivent être installés dans des endroits où la direction du vent est assez constante, car ils ne s’inclinent pas pour attraper une brise – et ils ne le feront probablement jamais, étant donné qu’ils sont conçus pour être une machine très économique. Leur hauteur peut poser un problème visuel ou d’urbanisme dans certaines zones et, de plus, elles projettent des ombres qui empêchent le soleil d’atteindre les panneaux photovoltaïques en toiture, à moins que le bâtiment ne soit orienté de telle sorte que le soleil vienne d’un côté et le vent de l’autre. Il y aura donc certainement un nombre limité d’endroits où ils fonctionneront de manière optimale dans un système hybride.

Mais c’est à peu près tout à première vue. Elles sont certainement moins chères, plus résistantes, plus sûres et moins intrusives que les modèles de type éolienne, et elles offrent un moyen très accessible d’introduire une énergie éolienne fiable dans un système d’alimentation distribué.

Plusieurs unités Aeromine peuvent être montées ensemble, avec un espacement approprié, et il reste beaucoup de toiture pour des panneaux solaires afin de faire fonctionner un système hybride.

Avant de s’enthousiasmer pour une nouvelle technologie d’énergie éolienne, il est toujours utile de revoir l’excellente liste de contrôle de Mike Barnard, qui permet d’écarter les affirmations douteuses sur l’énergie éolienne. Rédigée en 2013, elle est plus que jamais d’actualité, alors que de plus en plus d’argent est investi dans les technologies d’énergie propre.

Aeromine s’en sort bien avec le test de Barnard. Soutenue par l’université de Houston, l’entreprise a également soumis son matériel à l’essai des laboratoires nationaux Sandia, une référence en la matière – Sandia a d’ailleurs participé directement à son développement. Elle affirme ne pas récolter plus d’un tiers à la moitié de la limite Betz de l’énergie éolienne potentielle.

Une analyse des performances techniques préparée en partenariat avec Sandia, à l’aide des souffleries de la Texas Tech University, indique qu' »en balayant une grande surface de vent avec une conception fiable, les AeroMINEs surmontent les défis qui ont pesé sur d’autres solutions éoliennes distribuées et qui ont empêché l’éolien distribué de jouer un rôle significatif sur les marchés de l’énergie ». Le rapport note également une augmentation de l’extraction d’énergie, associée à une certaine instabilité aérodynamique, lorsque le flux d’air atteint le dispositif à partir d’angles d’attaque plus élevés.

Unité éolienne immobile d’Aeromine

Aeromine indique que BASF teste le système dans son usine de Wyandotte, dans le Michigan, mais ne précise pas combien d’unités ont été installées, ni quelle est leur capacité. En parcourant les superpositions de satellites dans Google Maps, il semble que l’unité d’essai pilote dans la vidéo ci-dessus soit située juste ici, à en juger par les marques uniques sur le toit – mais l’image satellite n’est pas assez récente pour montrer le système éolien, donc nous ne pouvons pas en savoir plus.

Nous pensons que cette unité extra-large posée sur une boîte n’est qu’un prototype temporaire conçu pour être très facile à ajouter et à retirer, le produit final devant être posé au ras du toit et ses tuyaux et sa turbine installés sous la surface.

Quoi qu’il en soit, malgré le peu d’informations que la société est disposée à divulguer à ce stade, il semble qu’il s’agisse d’une avancée impressionnante pour l’énergie éolienne distribuée sur les toits. Nous espérons qu’Aeromine sera capable de développer cette technologie et de contribuer sérieusement à la course au zéro carbone.