Vol d'essai réussi sur les hauteurs du Chasseral à l'automne 2018 :prototype TwingTec T 28, un appareil d'une envergure de trois mètres, a décollé indépendamment de son véhicule de base, est monté dans les airs, a tourné de manière autonome dans les airs pendant 30 minutes, a produit de l'énergie électrique et a finalement atterri à nouveau en toute sécurité sur la plate-forme de lancement. Crédit :Empa
Quiconque a déjà piloté un cerf-volant pour enfant connaît la sensation :le vent saisit le cerf-volant et tire la corde. La corde est rapidement tendue, la broche tourne entre les doigts et est difficile à contrôler. La question se pose :cette énergie sauvage pourrait-elle également être utilisée pour produire de l'électricité ?
Rolf Luchsinger est PDG de la spin-off de l'Empa TwingTec, fondée en 2013. Cela fait de TwingTec l'une des premières entreprises à développer des centrales éoliennes aéroportées et lui donne une longueur d'avance sur certains de ses concurrents. La jeune entreprise emploie neuf personnes à son siège à Dübendorf.
Remonter encore et encore
L'idée derrière le projet est simple, mais la pratique est délicate :les météorologues savent qu'à une hauteur de 500 mètres, l'énergie éolienne est jusqu'à huit fois plus puissante qu'à une hauteur de 120 mètres, ce qui est la hauteur du moyeu des éoliennes modernes. Un cerf-volant pourrait profiter de ce vent fort s'il se faufile en rond et tire une corde d'une poulie. Un générateur qui produit de l'électricité est connecté à l'axe de la poulie à câble. Dès que la corde est déroulée, le cerf-volant glisse vers la station au sol; en attendant, la corde est enroulée et l'ascension recommence. "Le grand défi n'est pas de voler lui-même, " explique Luchsinger. " Le problème est de décoller et d'atterrir automatiquement. Après tout, la centrale électrique du cerf-volant devrait pouvoir fournir de l'électricité sans être contrôlée par l'homme.
Rolf Luchsinger, PDG de TwingTec, aux côtés du prototype T 29, qui injectera de l'électricité dans le réseau pour la première fois. Crédit :Empa
Vol automatisé réussi
A l'automne 2018, c'est exactement ce qui s'est passé au sommet du Chasseral en Suisse romande. Prototype TwingTec T28, un appareil d'une envergure de trois mètres, démarré à partir de son véhicule de base, est monté dans les airs, encerclé de manière autonome pendant 30 minutes, a produit de l'énergie électrique et a finalement atterri en toute sécurité sur la plate-forme de lancement. Vient maintenant la prochaine étape :la production d'électricité continue pour les clients.
L'équipe de Luchsinger travaille actuellement sur le prototype T29, qui devrait fonctionner plus longtemps au Chasseral en novembre 2019. Non seulement le T29 décollera et atterrira automatiquement, mais générera également jusqu'à 10 kW d'électricité et l'injectera dans le réseau. FMB, une utilité de Berne, est en charge de transmettre l'énergie éolienne expérimentale aux premiers consommateurs.
Le trajet entre le premier croquis et le premier kilowattheure de réseau électrique a été long et sinueux. Au début, il y avait l'idée d'utiliser un cerf-volant renforcé d'air comprimé, similaire au kite surf. Les recherches sur un certain nombre de prototypes ont conduit à une structure avec des ailes rigides. La direction avec plusieurs cordes a également été abandonnée au profit d'un système de contrôle à volets comme un avion. TwingTec utilise de petits rotors pour le décollage et l'atterrissage, semblable à un drone. En 2014, TwingTec a déposé un brevet révolutionnaire pour la technologie de décollage et d'atterrissage du cerf-volant énergétique, qui a depuis été approuvé dans plusieurs pays.
Un coup d'œil sur les nombreux concurrents montre à quel point les cerfs-volants énergétiques pourraient bientôt être prometteurs. Rien qu'en Europe, une dizaine de start-up et plusieurs équipes d'universités et de lycées techniques développent des solutions pour ce type de production d'énergie. Ils sont tous membres de l'association Airborne Wind Europe, qui organise une grande conférence tous les deux ans. La 8e conférence sur l'énergie éolienne aéroportée (AWEC 2019) se tiendra les 15 et 16 octobre 2019 à l'Université de Strathclyde, Glasgow.
Crédit :Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux
En route vers la commercialisation
Par conséquent, TwingTec ne doit pas prendre trop de temps et se prépare pour la prochaine étape. Les résultats des essais en vol avec le T29 conduiront bientôt au premier produit de série :le TT100, un cerf-volant énergétique d'une envergure de 15 mètres. Placé sur un conteneur d'expédition standard, the kite is to take off and land automatically and generate up to 100 kW of electrical power—which would be sufficient for 60 single-family homes.
Cependant, in the Swiss mainland you will probably never see energy kites. "Wind power is not suitable for densely populated areas, " says TwingTec CEO Rolf Luchsinger. Customers for this sustainable form of energy generation rather live in remote areas. "We are talking to mining companies, mayors of remote settlements and people on islands. Today those places mostly use diesel generators that emit exhaust gases and noise. Besides of that, diesel fuel has to be delivered at great expense to these places." Autonomously working TwingTec kites could save diesel and take over the entire energy production in the medium term. In the long term, cependant, Luchsinger has even bigger plans:to build floating wind farms on the sea with his energy kites. There is plenty of space and wind, and energy-kites won't bother anyone. This is precisely what wind energy needs to speed up the energy revolution.
A lot of capital will be needed to start series production. Prototype T29, which is to fly on the Chasseral in autumn, got financial support by the Swiss Federal Office of Energy (SFOE). Cependant, private investors and partners from the energy industry are now being sought for the commercialization phase coming up, so that the enormous potential of wind power can finally be exploited in full scale.
