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Cerfs-volants Manta sous-marins pour la récolte d’énergie marémotrice

by Les Actualites

Cela a été un défi de trouver des sources d’énergie renouvelable aussi fiables que le réseau le souhaiterait. Et malheureusement, les énergies renouvelables les plus flexibles et les plus abordables à petite échelle (comme le solaire et l’éolien) ont tendance à être aussi les moins prévisibles en termes de production. L’hydroélectricité et la géothermie offrent beaucoup plus de cohérence, mais elles sont gourmandes en infrastructures et limitées à l’emplacement.

Une alternative intéressante est de récolter l’énergie de l’eau en mouvement, qui dans de nombreux cas est aussi fiable que la lune. Les vagues, les marées et les courants sont toutes des sources d’énergie potentielles, dont nous avons commencé à exploiter certaines, mais pas d’une manière qui puisse remplir les mêmes types de niches que l’énergie solaire et éolienne – petite échelle, polyvalente et abordable.

L’année dernière, l’ARPA-E (Advanced Research Projects Agency – Energy) a lancé un programme de 38 millions de dollars appelé SHARKS (Submarine Hydrokinetic And Riverine Kilo-megawatt Systems, oof) ​​dans le but de favoriser la conception de «turbines hydrokinétiques économiquement attractives (HKT ) pour les courants de marée et fluviaux. » Malgré le mot «turbine» là-bas, ARPA-E finance toute nouvelle technologie qui peut extraire l’énergie de l’eau courante, y compris un nouveau générateur de cerf-volant inspiré de la manta sous-marine en cours de développement par SRI.

Les générateurs de cerf-volant fonctionnent en convertissant l’énergie d’un fluide en mouvement en mouvement d’un cerf-volant, puis en récoltant l’énergie de ce mouvement. Je dis «fluide» parce que les cerfs-volants peuvent travailler dans l’air ou dans l’eau, ou n’importe où ailleurs où vous pouvez générer de la portance. La génération d’énergie peut se produire à bord du cerf-volant lui-même (qui est l’approche utilisée par Makani Power avec ses éoliennes aériennes), ou à l’autre extrémité de la longe, où la traction du cerf-volant se transforme en électricité.

Le système Manta de SRI repose sur un cerf-volant en forme de manta relativement simple fabriqué à partir de matériaux simples comme la mousse et la fibre de verre. Le cerf-volant est attaché via une attache à un générateur, qui à son tour est ancré au fond d’un océan, d’une baie, d’une rivière ou de tout autre endroit où l’eau se déplace. Dans sa mise en œuvre la plus simple, le cerf-volant tourne simplement de sorte que son ventre large et plat soit face au mouvement de l’eau pour enrouler son attache, générant de l’électricité au fur et à mesure qu’il se déplace. À la fin de l’attache, l’aile tourne à sa configuration la plus profilée, pointant dans le courant d’eau, et l’attache la ramène. La phase d’enroulement nécessite de l’énergie, bien sûr, mais pas autant que le pay- hors phase génère, et cette différence est la puissance de sortie du système.

SRI vise une puissance moyenne d’environ 20 kW par aile (assez pour alimenter une douzaine de maisons), bien que pour y parvenir, l’aile devrait générer de l’énergie un plus grand pourcentage du temps, ce qui signifie qu’elle devrait suivre un plus chemin complexe à travers l’eau pour extraire plus d’énergie de son mouvement. SRI n’a pas encore déterminé le chemin optimal pour le cerf-volant, mais ils pensent qu’il pourrait finir par faire une série de figures 8 aplaties au fur et à mesure que la ligne paie. En général, plus le mouvement est grand et plus la vitesse est élevée, plus un cerf-volant d’une taille donnée peut générer de la puissance.

Tout ce qui se déplace à des vitesses relativement élevées dans l’eau présente un risque potentiel pour la vie marine, mais le SRI en est très conscient et fait beaucoup de travail pour s’assurer que tout ce qui nage près du système Manta sera aussi sûr que possible. Une façon de le faire est d’éviter les collisions actives (puisque l’aile est orientable), mais fondamentalement, l’aile est suffisamment légère pour ne pas être si dangereuse. Il se déplace également beaucoup plus lentement que les pales d’une turbine et, dans certains cas, il peut toujours générer de l’énergie par le biais d’un mouvement transversal, même s’il se déplace plus lentement que le débit de l’eau elle-même.

Une partie de l’objectif d’ARPA-E avec SHARKS est non seulement de promouvoir le développement de la technologie, mais aussi de réfléchir à la manière de le faire de manière pratique et rentable. Le Manta n’est délibérément pas une sorte de chose super hautement sophistiquée – SRI a choisi d’opter pour quelque chose de pratique plutôt que d’essayer de concevoir un cerf-volant capable d’extraire le maximum d’énergie au moindre coût. Non pas que Manta soit en reste, mais c’est l’une de ces choses où trouver le bon mélange de performances, de coût et de facilité d’utilisation peut faire la différence entre un système qui est pratique dans le monde réel et un autre qui ne l’est pas. L’ARPA-E espère une réduction globale des coûts de 60% par rapport à la technologie de pointe actuelle, qui varie de 0,10 $ / kWh à l’échelle des services publics à 0,25 $ / kWh dans les régions éloignées.

Tout cela en est encore à ses tout débuts, mais SRI dispose d’un financement de 4,2 millions de dollars de l’ARPA-E pour prouver son système Manta au cours des prochaines années. Ils espèrent s’associer directement avec les communautés qui pourraient bénéficier de cette technologie, en construisant et en testant le plus rapidement possible pour trouver un moyen fiable, durable et écologique de fournir de l’énergie partout où une manta peut nager.

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