Le vent peut être utilisé comme source d'énergie renouvelable propre, non contaminée et inépuisable. Ces caractéristiques ont permis aux technologies de l'énergie éolienne de devenir un contributeur clé au développement durable de la société, ce qui est nécessaire compte tenu de la taille et de la population sans cesse croissantes de nos villes. Ces milieux urbains peuvent certainement bénéficier de la mise en œuvre de stratégies éoliennes et ont fait l'objet d'une attention notable ces dernières années. Pour son doctorat. recherche, Yu-Hsuan Juan a étudié comment améliorer le potentiel de l'énergie éolienne urbaine dans un environnement urbain compact. Ses recherches révèlent qu'une conception appropriée des immeubles de grande hauteur pourrait donner lieu à de nouvelles possibilités intéressantes en matière d'énergie éolienne urbaine.

L'une des manières de limiter l'étalement urbain dans nos villes et de parvenir parallèlement à un développement urbain plus durable est d'employer le concept de ville compacte. La ville compacte fait référence au concept d'utilisation d'une bonne planification pour obtenir une forme ou un agencement de construction urbaine durable plus compact, impliquant non seulement des densités plus élevées d'immeubles de grande hauteur, mais également reliés par un système de transport public efficace. Avec la densification urbaine croissante, la conception et la durabilité des villes compactes avec des immeubles de grande hauteur deviennent plus importantes.

Plus de turbulences

Les bâtiments d'une hauteur de 100 mètres ou plus sont désormais assez courants dans de nombreuses villes du monde, ces bâtiments étant soumis à des vents de haute altitude. Ce serait un énorme gâchis si nous n'exploitions pas de telles structures pour la production d'énergie éolienne à haute altitude. Lorsque le vent passe à travers les espaces étroits entre les immeubles de grande hauteur, des vitesses de vent plus rapides peuvent en résulter avec le potentiel d'être converties en d'autres formes d'énergie.

Cependant, le vent a tendance à être plus turbulent et moins prévisible dans les zones urbaines en raison de la complexité et de la rugosité hétérogène du terrain. Par conséquent, des évaluations précises et à haute résolution du vent urbain sont cruciales pour recueillir des informations qui pourraient être utilisées dans la conception d'installations pour exploiter pleinement l'énergie éolienne. En tant qu'outil efficace pour la conception urbaine à un stade précoce, les simulations utilisant la dynamique des fluides computationnelle (CFD) ont été reconnues comme un outil clé pour analyser le potentiel de l'énergie éolienne urbaine.

Emplacement, emplacement, emplacement

Pour son doctorat. recherche, Yu-Hsuan Juan a exploré le potentiel de production d'énergie éolienne urbaine sous réserve d'un certain nombre de paramètres pour les immeubles de grande hauteur à proximité, tels que l'aménagement urbain, la conception des angles des bâtiments et la densité urbaine. Les résultats de la validation CFD montrent un accord raisonnable pour la vitesse moyenne dans le sens du courant et l'intensité de la turbulence entre les prédictions CFD et les données des expériences en soufflerie.

Yu-Hsuan a noté que l'espacement entre les bâtiments, qui est généralement très faible par rapport à la hauteur des bâtiments pour les zones de construction compactes de grande hauteur, peut augmenter considérablement la vitesse moyenne du vent et le potentiel d'énergie éolienne en raison de l'effet de concentration bien connu. Par conséquent, l'impact de la géométrie des bâtiments et de leur disposition revêt un intérêt particulier lorsqu'il s'agit de caractériser et d'améliorer le potentiel éolien urbain.

Les recherches de Yu-Hsuan ont révélé qu'il peut être plus efficace d'étudier des alternatives de conception plus larges grâce à une planification précoce de la conception urbaine, et ainsi de concevoir la configuration optimale des immeubles de grande hauteur dans la soi-disant ville compacte pour réaliser la faisabilité de la récolte d'énergie éolienne urbaine. pour un développement urbain durable.