Nouvelle structure d’énergie des vagues générant de l’énergie au large de King Island

Une structure en béton et en acier ancrée au large de l’île King de Tasmanie crée des vagues dans le monde entier.

Le convertisseur d’énergie des vagues de 200 kW – l’UniWave200 – fonctionne en formant un « soufflage artificiel » et est la première colonne d’eau oscillante unidirectionnelle (OWC) au monde.

La société australienne à l’origine de la technologie, Wave Swell Energy, vient de terminer un essai d’un an qui a été salué par la maire de King Island, Julie Arnold, comme un “énorme succès”.

L’île a été nommée ce mois-ci lauréate du prix Australian Sustainable Communities Tidy Towns Award 2022 pour sa détermination à «faire de la communauté un endroit plus durable pour l’avenir», avec une mention spécifique du rôle de Wave Swell Energy.

Vue aérienne de la structure en béton au large de la plage, l'image montre que la structure est plus grande qu'un petit entrepôt
L’UniWave200 a jeté l’ancre au large de King Island.

Le PDG de Wave Swell, Paul Geason, a déclaré que les rapports sur les résultats des essais avaient suscité des réactions du monde entier.

« Nous sommes délicieusement submergés par le sentiment positif et les réponses que nous avons reçues », dit-il. « Ça a été extraordinaire.

« Il y a eu de l’intérêt et des encouragements de nombreuses parties du monde – de l’Europe et des États-Unis, des Caraïbes, de l’Afrique du Sud et de l’Amérique du Sud.

« Les gens vivent sur les côtes et observent les océans. Ils observent les marées et les vagues. C’est la seule ressource non récoltée qui peut jouer un rôle aussi important.

Structure en forme de bateau sur plage ensoleillée

« Il peut compléter le solaire et l’éolien. L’énergie des vagues est plus prévisible et fiable. Comment fournir une énergie sûre si le soleil ne brille pas ou si le vent ne souffle pas ? De notre point de vue, l’ajout d’une autre source d’énergie renouvelable réduit la dépendance aux batteries de stockage et, bien que nous les aimions, les batteries sont pleines de lithium.

L’UniWave200 dispose d’une chambre avec une ouverture sous la ligne d’onde. Les vagues font monter et descendre l’eau à l’intérieur de la chambre, comprimant l’air au-dessus qui passe par des vannes plates dans l’atmosphère. Lorsque le creux des vagues suit, il crée un vide partiel à l’intérieur de la chambre et l’air est aspiré à travers la turbine, créant de l’électricité.

Dans le passé, la technologie OWC était bidirectionnelle. Le flux d’air à travers l’UniWave200 ne va que dans un sens – dans la chambre lorsque le vide l’aspire.

Geason dit que c’est cette technologie – simple et robuste – qui est en grande partie à l’origine du succès de la technologie.

“Nous n’avons aucune pièce mobile sous l’eau”, dit-il. “C’est une chambre en acier et en béton et toutes les pièces mécaniques sont au-dessus de la ligne de flottaison, et le système électrique est sécurisé.”

Il dit que si les “pièces mobiles” nécessitent un entretien, le travail est beaucoup moins difficile que pour les convertisseurs d’énergie offshore où les mécanismes sont sous l’eau.

L’UniWave200 de taille d’essai a été fabriqué à Launceston et remorqué jusqu’à King Island. Il est également possible de le déplacer vers d’autres sites. Le convertisseur a été intégré à la centrale électrique hybride avancée de King Island gérée par Hydro Tasmania.

“King Island est un guichet unique pour la production d’énergie”, déclare Geason. « Le réseau de King Island comprend l’énergie éolienne et l’énergie solaire. C’est l’un des réseaux renouvelables intégrés hybrides les plus avancés au monde.

“Hydro Tasmania a été très coopératif et collaboratif.”

Structure de l'énergie de la houle des vagues sur la plage au coucher du soleil

Le projet de 12,3 millions de dollars a reçu une subvention de 4 millions de dollars de l’Agence australienne des énergies renouvelables (ARENA) en 2019 pour que l’UniWave200 produise suffisamment d’énergie pour alimenter 200 foyers. La mairesse de King Island, Julie Arnold, affirme qu’elle fournit environ 3 % des besoins énergétiques de l’île.

« Du point de vue de King Island, environ 70 % de notre énergie est renouvelable », dit-elle. “Nous sommes vraiment ravis de nous associer à Wave Swell sur ce projet. Il s’agit d’un projet dont d’autres îles du monde peuvent s’inspirer et devenir plus durables. Et la communauté est juste derrière.

On pense que l’île est l’un des seuls endroits au monde à combiner trois formes d’énergie renouvelable pour alimenter la communauté.

L’Australian Maritime College (AMC), basé en Tasmanie, travaille avec Wave Swell Energy sur la technologie depuis 2016.

« Pendant cette période, le WSE [Wave Swell Energy] La technologie a été largement testée et optimisée en réalisant de nombreuses séries complètes d’expériences de modèles à l’échelle physique dans le bassin de vagues océaniques d’AMC et sur le banc d’essai à écoulement oscillant de Launceston, en Tasmanie », note le professeur agrégé d’AMC, Gregor Macfarlane, dans une lettre résumant les conclusions du collège.


Un aperçu de l’analyse des données AMC a conclu ce qui suit :

  • UniWave200 exploite et exporte de l’énergie de manière cohérente et efficace dans un large éventail d’états de la mer, des hauteurs de vagues significatives de 0,5 m à 1,9 m et des périodes de pointe des vagues de 9 s à 17 s.
  • La turbine fonctionne actuellement à vitesse constante. Cependant, l’analyse des données opérationnelles de la turbine UniWave200 confirme que des améliorations peuvent être apportées en incorporant un système de contrôle de vitesse variable, en optimisant les performances de la turbine et en augmentant son efficacité de conversion.
  • Le rendement dynamique maximal de la turbine, y compris les pertes, est d’environ 76 %. Ceci est en accord étroit avec le rendement de pointe idéalisé de la turbine d’environ 83 %, qui suppose un débit constant et ignore les pertes.
  • Les vannes unidirectionnelles sur mesure fonctionnent de manière efficace et fiable, permettant le bon fonctionnement du premier OWC unidirectionnel au monde.
  • Les systèmes d’alimentation fonctionnent efficacement dans toutes les conditions de vagues.
  • Les données de performance mesurées à pleine échelle du WEC UniWave200 alimenteront la conception de WEC commerciaux plus grands, ce qui se traduira par des rendements plus élevés et moins d’incertitude.

L’analyse des données se poursuivra pendant toute la durée du projet, fournissant des informations et des conseils techniques pour une optimisation plus poussée et aidera à guider Wave Swell Energy dans ses futurs plans de recherche et de développement.

Wave Swell Energy a également chargé le CSIRO d’analyser de manière indépendante le potentiel de réduction du coût en capital et du coût actualisé de l’électricité (LCOE) de la technologie. Les conclusions du CSIRO prévoyaient que la technologie WSE pourrait être compétitive en termes de coût avec l’éolien offshore dans les 25 MW à 45 MW de capacité installée.

Il prévoyait que l’énergie des vagues, y compris la technologie Wave Swell Energy, pourrait atteindre une part de 1,3 % du marché mondial de l’électricité en 2050 si elle pouvait maintenir un taux d’apprentissage de 18,23 %. Cela équivalait à 170 000 MW de capacité installée et était supérieur à la contribution totale projetée de la biomasse et de la production géothermique combinées.

Geason dit que le pilote de King Island a toujours été destiné à être une version de démonstration à échelle réduite de projets futurs. Le projet Bluefire de Wave Swell Energy s’appuiera essentiellement sur les enseignements du pilote pour affiner la technologie, notamment en incorporant un système de contrôle de vitesse variable pour que la turbine accélère davantage et maximise l’efficacité.

“Nous explorons à quoi ressemblera la conception d’une unité plus grande”, dit-il. « Nous ne voulons pas aller trop loin – ces erreurs ont déjà été commises dans le domaine des énergies renouvelables. Mais nous envisageons une unité de 1 MW.

Vue de dessus de la structure de l'énergie de la houle des vagues

Il dit que même si l’unité aurait cinq fois la capacité de production d’énergie, elle ne serait pas cinq fois plus grande une fois les améliorations de conception intégrées. La technologie de la colonne d’eau oscillante unidirectionnelle peut également être intégrée dans les brise-lames, avec le potentiel de résoudre deux problèmes de changement climatique en un : l’inondation des îles basses et la production d’énergie renouvelable.

“L’Australie est un endroit où nous aimerions beaucoup pouvoir déployer des unités”, déclare Geason. «Nous commençons à voir un niveau de changement dans le récit du gouvernement fédéral en termes de soutien.

« Mais les opportunités immédiates que nous voyons venir se situent en Europe, aux États-Unis, en Afrique du Sud et en Inde. L’Inde est très concentrée sur l’accélération des énergies renouvelables.

Maintenant que l’énergie des vagues fait ses preuves, dit Geason, il est temps de voir cette énergie renouvelable revendiquer son rôle dans le mix énergétique.



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