18 septembre 2015

 

L'éolienne cerf-volant : l’avenir de l’énergie est dans le ciel

 
Plus performantes et moins coûteuses que leurs grandes sœurs terrestres, les éoliennes volantes représentent une perspective d’avenir pour l’énergie. Hissées à l’aide d’un câble à des altitudes oscillant entre 300 et 10.000 m, ces prototypes peuvent générer de grandes quantités d’électricité.

L’exploitation commerciale marquera une étape importante dans l’avenir des énergies renouvelable. La start-up Enerkite (Brandebourg) s’est spécialisée dans ce domaine et a développé des technologies sophistiquées. Ce qui ressemble à des cerfs-volants pour des enfants, sont en fait des générateurs.

La start-up compte aujourd’hui 10 employés et a bénéficié d’investissements totaux de l’ordre de 10 millions d’euros dont 350.000 euros provenant du crowdfunding. Ceci leur a permis le développement de cordes et d’ailes avec sécurité intégrée, ainsi qu’un système de décollage et atterrissage automatique. Pour l’instant, une équipe entière est encore nécessaire pour piloter les manœuvres. Confronté à un marché compétitif, avec des grands acteurs comme Google, EnerKite se concentre sur la sûreté et la stabilité de ses produits.

Les cerfs-volants sont construits en matière plastique renforcée par des fibres de carbone. Ils sont accrochés à un mât télescopique et rotatif. Grâce à la rotation de ce mât, l’aile est amenée sur une trajectoire ascensionnelle jusqu’à ce qu’elle acquière une flottabilité suffisante et se dégage de l’extrémité du mât. L’aile mesure 30 m2 et pèse 80 kg. Le mât peut être déployé et rétracté lors du décollage et l’atterrissage. Même avec un faible vent, les cerfs-volants peuvent donc s’élever dans les airs.
 
 
L’aile navigue transversalement au vent, tout comme le cerf-volant traditionnel. Cependant, les forces de portance sont transmises via la corde à un générateur au sol. Le générateur convertit d’une manière contrôlée le couple de moment de la corde en énergie électrique, d’où la nécessité d’une trajectoire comportant de nombreuses boucles, de sorte que la corde reste le plus possible en tension. Pour optimiser le rendement énergétique, les ingénieurs d’Enerkite veulent ajuster la position du cerf-volant lorsqu’il est ramené au sol afin de réduire sa force de traction, en tirant avantage de certaines irrégularités du vent.

Pendant son vol dans le ciel le cerf-volant atteint une altitude que les éoliennes conventionnelles ne peuvent atteindre. Au-delà de 300 mètres, le vent souffle de manière plus régulière et à une vitesse supérieure. Ceci permet, pour une vitesse du vent doublée, de multiplier l’énergie développée. Pour se maintenir dans l’air, l’aile a besoin d’un vent d’au moins deux mètres par seconde. A partir de trois mètres par seconde, le cerf-volant commence à développer une puissance significative.

Ce système éolien est facile à déployer et à transporter. Le procédé de construction est relativement simple avec un coût qui devrait être plus faible que pour la construction d’une éolienne classique. Plus facilement installables, les éoliennes permettraient par ailleurs d’alimenter des régions isolées, ainsi que les pays en développement affichant d’importants besoins en énergie. L'impact est négligeable sur l'environnement, et le rendement supérieur à celui des éoliennes traditionnelles, avec une estimation de 88% contre un maximum de 65% actuellement pour des structures ancrées au sol.

Selon les calculs de l’EWC Météo Consult GmbH de Karlsruhe, Enerkite pourrait fournir jusqu’à 6000 heures de charge par an, à comparer avec les 3600 heures des éoliennes conventionnelles. La puissance nominale d’une unité reste encore actuellement limitée à 30 kW, avec un premier prototype atteignant les 100 kW. Le fondateur d’EnerKite ambitionne d’atteindre une puissance de 1MW d’ici cinq à dix ans.

Les petites éoliennes d’EnerKite sont surtout intéressantes pour les zones situées à l’intérieur des pays ne bénéficiant pas de forts vents côtiers. L’étape suivante consiste ainsi à exporter le produit vers des régions avec un réseau moins stable qu’en Allemagne. Avec une capacité de stockage intégrée de 100 kWh, l’éolienne volante peut également servir à stabiliser le réseau. Une première commercialisation est prévue en 2017.

Source : Das deutsche Drachen-Start-up rüstet gegen Google auf (Enerkite).

Voir aussi cette vidéo explicative.

 
 

 
Source : Enerkite.
 

 

 
 
 

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