Tout le monde sait ce que c’est que de mettre un panneau solaire sur une maison, mais que diriez-vous d’installer vos propres éoliennes pour produire de l’énergie éolienne chez vous? Les options pour l’éolien ont traditionnellement été à l’échelle industrielle. Les vastes champs de structures blanches vertigineuses à l’horizon sont devenus une sorte de symbole pour les voyageurs se rendant à Las Vegas depuis Los Angeles ou en traversant les plaines du Texas Central. À travers les États-Unis, il devient de plus en plus courant de voir ces grandes fermes éoliennes.
L’éolienne à trois pales traditionnelle n’a pas beaucoup changé depuis que l’ingénieur danois Johannes Juul a développé la première en 19571. Aujourd’hui, une éolienne de type commercial à trois pales mesure généralement environ 50 mètres (164 pieds) de hauteur et génère en moyenne 2,5 à 3 mégawatts d’énergie. Cela suffit pour alimenter environ 900 foyers2. Cette solution fonctionne bien pour les entreprises d’énergie et les services publics qui nécessitent une énorme quantité de génération d’énergie. Pour les consommateurs individuels, l’installation d’une grande éolienne à trois pales n’est pas une option. À l’avenir, la technologie jouera un rôle essentiel dans la refonte des designs d’éoliennes afin que les résidents puissent tirer parti de la puissance du vent dans leurs maisons et leurs communautés locales.
Les consommateurs veulent des choix pour la génération d’énergie
Pratiquement toutes les maisons aux États-Unis sont connectées au réseau national. Bien que de plus en plus de sources d’énergie renouvelable soient intégrées au réseau, il reste encore de l’énergie provenant de sources polluantes mélangées avec elle.
Le réseau de fils, de poteaux et de sous-stations doit également être entretenu, ce qui entraîne des frais mensuels supplémentaires pour les résidents. Pour les propriétaires qui souhaitent réduire leurs coûts opérationnels et leur dépendance au réseau électrique national, la seule option viable est le solaire. Une extension des déductions fiscales par le gouvernement a accru la popularité de l’énergie solaire, conduisant à une augmentation des installations résidentielles de 95 % en 2016.
Cependant, dans des régions comme le Nord-Est, qui connaissent des hivers longs, le solaire n’est pas toujours efficace toute l’année. Il existe un grand potentiel pour les innovateurs de reproduire le succès du solaire et d’apporter l’énergie éolienne communautaire et résidentielle directement au consommateur.
Repenser le design traditionnel des éoliennes
Un des innovateurs est la société de recherche et de startup espagnole Vortex Bladeless.
Vortex travaille sur un nouveau design audacieux qui permettra aux consommateurs individuels et aux propriétaires de générer leur propre énergie éolienne.
« Nous voulions vraiment créer un dispositif qui produirait de l’énergie là où elle doit être consommée », a déclaré David Suriol, co-fondateur de Vortex Bladeless. « Essentiellement, nous voulons être le panneau solaire de l’industrie de l’énergie éolienne. Les propriétaires pourront utiliser Vortex seul ou compléter leurs panneaux solaires avec cela. »
Suriol fait référence aux dispositifs en forme de cylindre ou de cône que Vortex développe depuis 2013. Après avoir envisagé 200 modèles différents, son entreprise a développé et lancé un prototype en 2015 qui exploite ce que les ingénieurs structurels essaient d’éviter : la vibration induite par les vortex. Ce phénomène naturel est à l’origine de l’effondrement du pont de Tacoma Narrows en 19403. Les cylindres Vortex sont conçus pour tirer parti de cet effet de vibration afin de générer de l’énergie. Vortex travaille à l’optimisation du design afin de générer suffisamment d’énergie pour un foyer américain ou européen typique.
Image fournie par Vortex.
« En ce moment, notre design d’un mètre ne génère que cinq watts d’énergie », a déclaré le co-fondateur Raúl Martín. « Depuis le lancement du prototype, nous avons ajusté la géométrie et ajouté des aimants dans le mât afin que lorsque le vent change, Vortex puisse s’ajuster tout seul et maintenir le même rythme d’oscillation pour générer autant d’énergie que possible. » Vortex doit prouver que ses cylindres peuvent atteindre son objectif cible de 100 watts avant d’envisager une commercialisation à grande échelle.
Les vents du changement apportent des défis
L’innovation sur laquelle Vortex travaille n’est pas destinée à remplacer les éoliennes à l’échelle des services publics.
Les fermes éoliennes industrielles utilisant le design traditionnel des éoliennes à trois pales continueront à croître afin que les États-Unis atteignent leur objectif d’un réseau électrique 100 % renouvelable. Cependant, il y a également un besoin d’énergie éolienne communautaire et résidentielle qui permette aux propriétaires d’agir directement et de générer de l’énergie propre. Le défi pour cette énergie éolienne à échelle résidentielle est de la rendre aussi bon marché et facile à installer que les panneaux solaires. De plus, il faut qu’elle nécessite peu d’entretien pour encourager davantage de personnes à l’adopter.
Image fournie par Vortex.
Une fois le design finalisé, Vortex pense que ses cylindres pourront répondre à chacune de ces préoccupations. L’entretien sera relativement faible, et l’utilisation de modèles de plus petite taille signifie que les coûts devraient également être relativement bas. L’installation, cependant, est un défi plus complexe. Vortex a reconnu qu’il lui faudrait s’associer aux bons distributeurs et installateurs et s’assurer qu’ils soient formés à l’installation et capables d’évaluer une propriété pour déterminer le meilleur emplacement.
« Avec le solaire, c’est beaucoup plus simple », a déclaré un autre co-propriétaire, David Yáñez. « Il vous suffit de savoir où sur le toit il est préférable d’obtenir le maximum de lumière directe du soleil. Avec le vent, c’est beaucoup plus complexe. Vous aurez besoin d’experts pour déterminer où sera le meilleur vent sur une propriété. »
Il existe également des préoccupations lors de l’agrandissement et de la mise en œuvre de cylindres plus grands. La turbulence du vent impactera les objets différemment en fonction de leur taille. « Dans certains cas, Vortex est capable de tirer parti de la turbulence, dans d’autres cas, cela peut être négatif ou négligeable. » Trouver ce juste milieu sera le défi alors que les ingénieurs de Vortex s’efforcent de perfectionner leur design pour pouvoir le tester et le mettre sur le marché. Une chose dont ils sont confiants : les voisins ne devraient pas avoir de plaintes de bruit si un cylindre Vortex est installé à côté.
« Parce qu’il y a moins de surface que les éoliennes traditionnelles et pas de pièces mobiles, il y aura beaucoup moins de bruit », déclare David Suriol. « Nous avons estimé un niveau de bruit de zéro décibel, car il tombe en dessous de 20 hertz. En dessous de cela, l’oreille humaine ne peut rien détecter. Nous n’avons pas encore prouvé cela, mais nous sommes confiants que le bruit ne posera pas de problème pour les consommateurs. »
Le potentiel de Vortex est fort, et la société a rapidement envisagé la compatibilité avec des batteries de maison comme celles sur lesquelles travaillent Tesla et SolarCity.
« Si nous devions entrer sur le marché demain », explique David Yáñez, « nous voudrions frapper aux portes des clients qui ont de l’énergie solaire. Ils connaissent déjà un processus d’installation et comprennent les avantages de l’énergie renouvelable à l’échelle résidentielle. Il est logique qu’ils envisagent de compléter leurs besoins énergétiques avec Vortex. »
Le futur des designs sans pales
Vortex n’est pas la seule entreprise travaillant à améliorer le design des éoliennes pour les consommateurs individuels.
La startup turque Saphon Energy4 a développé une éolienne sans pales après avoir été inspirée par des voiles5. Elle se déplace en mouvement de huit pour capturer le vent et le convertir en énergie. L’entreprise travaille à améliorer le design afin qu’il convertisse 80 % du vent qu’elle capture en énergie. Si cela est réalisable, cela sera un atout énorme pour le marché éolien résidentiel.
Vortex convient que rendre plus d’options disponibles pour le consommateur est toujours bénéfique. « Dans des endroits comme San Francisco, Chicago et Los Angeles, nous pensons que vous commencerez bientôt à voir Vortex dans les jardins des maisons. Nous voulons être aussi omniprésents que les panneaux solaires. »
Image fournie par Vortex.
Il y a un énorme potentiel pour l’énergie éolienne au niveau du consommateur individuel. Les entreprises d’énergie renouvelable comme Vortex et Saphon Energy travaillent dur pour mettre leur technologie sur le marché afin que le vent soit encore plus accessible à la personne ordinaire. Bientôt, vous pourriez voir un cylindre Vortex ou une éolienne sans pales de Saphon Energy installés dans le jardin de votre voisin, complétés par un système solaire. Les villes vont probablement investir dans des projets éoliens communautaires s’ils fonctionnent de manière similaire aux projets solaires communautaires.
Vous souhaitez faire partie de cet avenir? C’est facile lorsque vous faites le changement vers Energie-alt..