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Développement d’un modèle efficace de rendement pour une turbine d’énergie hydrocinétique fluviale à écoulement transversal avec mâts de soutien

Le modèle EPTM (Effective Performance Turbine Model) (modèle de turbine au rendement efficace), mis au point par l’Université Laval, Mavi Innovations Inc., Lambda2 Engineering Simulations et Ressources naturelles Canada (RNCan), permet d’estimer la performance énergétique d’un grand nombre de turbines d’énergie hydrocinétique fluviale à l’aide d’un ordinateur de bureau ordinaire. Le modèle EPTM a été vérifié numériquement à l’aide des résultats de simulation de la géométrie complète des turbines, indiquant qu’il est en mesure de modéliser la structure de sillage, les interactions entre les turbines et la production d’énergie de chaque turbine formant le parc hydrolien.

Pour confirmer les résultats numériques, il est nécessaire de procéder à la validation par rapport aux expérimentations sur le terrain. Grâce au Programme de croissance propre de RNCan, deux turbines à écoulement transversal d’une capacité de 5 kilowatts (kW) seront déployées et mises à l’essai au Centre canadien d’essai de turbine hydrocinétique (Canadian Hydrokinetic Turbine Test Centre – CHTTC) dans diverses configurations. Le projet se déroule en deux étapes :

  • l’étape 1 porte sur le développement d’un nouveau modèle EPTM pour que les turbines puissent être mises à l’essai au CHTTC;
  • l’étape 2 validera le modèle EPTM au moyen des données d’essais fournies par le CHTTC.

Les travaux présentés dans ce rapport portent sur l’étape 1 du projet. Comme le modèle EPTM concerne une turbine à géométrie particulière, et qu’aucun modèle EPTM n’a été développé pour les turbines qui seront installées au CHTTC, il était nécessaire de procéder à une simulation de la dynamique des fluides numérique (DFN) de la géométrie complète des rotors de ces turbines pour concevoir un nouveau modèle EPTM. Par la suite, on a effectué un certain nombre de simulations de la DFN préliminaires bidimensionnelles afin de déterminer le régime optimal de fonctionnement de la turbine. On a pu procéder, à partir de là, à une simulation de la DFN haute-fidélité tridimensionnelle de référence avec la géométrie complète des turbines, y compris les mâts de soutien, au régime de fonctionnement optimal. À partir des résultats, il a été possible de dériver un nouveau modèle EPTM pour les turbines à écoulement transversal de 5 kW. Un deuxième rapport portant sur l’étape 2 du projet sera préparé dès que seront terminés les travaux d’expérimentation au CHTTC.

Pour obtenir une copie du document complet, veuillez communiquer avec le Bureau d’affaires de CanmetÉNERGIE Ottawa.

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