fr.wedoany.com Rapport : Les chercheurs du National Laboratory of the Rockies (NLR) ont réalisé une avancée majeure dans la technologie de dessalement de l'eau de mer alimentée par l'énergie houlomotrice, en développant un contrôleur de charge sur mesure pour le convertisseur d'énergie houlomotrice à osmose inverse hydraulique et électrique de deuxième génération (HERO WEC). Les tests en laboratoire ont démontré que ses performances sont largement supérieures à celles de la première génération.
Depuis 2024, l'équipe du NLR optimise en continu la conception globale du HERO WEC. Ce projet, financé par le Bureau de l'énergie hydroélectrique et marine du Département américain de l'énergie (U.S. Department of Energy’s Hydropower and Hydrokinetic Office, H2O), vise à utiliser l'énergie des vagues pour dessaler l'eau de mer. Le prototype peut être configuré en mode hydraulique ou électrique pour pomper l'eau de mer vers un système d'osmose inverse terrestre afin de produire de l'eau douce. Les chercheurs du NLR ont lancé la conception du HERO WEC en 2020. Après des centaines d'heures de tests dans le cadre de trois projets en laboratoire et de cinq installations en mer, l'équipe retire la première version (V1) et, forte de l'expérience acquise, commence à concevoir la deuxième version (V2).
L'équipe de recherche a d'abord amélioré le système de treuil et le boîtier du WEC, et se concentre actuellement sur l'optimisation du contrôleur de charge. Le contrôleur de charge est un composant essentiel de la configuration électrique de l'appareil, chargé de réguler la tension et le courant transmis du convertisseur d'énergie houlomotrice au bloc-batterie. Sa fonction principale est de protéger la santé de la batterie en évitant les surcharges. La version V1 utilisait initialement un contrôleur de charge standard conçu pour d'autres technologies d'énergie variable, mais les tests en mer ont montré que ces composants standards peinent à gérer les fluctuations irrégulières de l'énergie houlomotrice. L'équipe a donc décidé de concevoir et de fabriquer un contrôleur de charge sur mesure dédié à l'énergie houlomotrice.
L'équipe a élaboré le concept préliminaire du nouveau contrôleur de charge à l'hiver 2024, réalisé les schémas de conception, la saisie en conception assistée par ordinateur, et fabriqué les composants physiques. Les tests du prototype ont porté sur deux questions : l'efficacité de l'appareil et la comparaison des performances entre la conception V2 et la conception V1.
L'équipe de recherche a d'abord utilisé un équipement de laboratoire pour vérifier et déboguer les fonctions de base du système. Une fois le débogage terminé, le nouveau contrôleur de charge a été connecté au générateur du HERO WEC et à une batterie simulée, et un système de simulation en laboratoire a été utilisé pour simuler l'environnement marin afin d'évaluer ses performances. Cette phase de test a offert un moyen plus sûr, moins risqué et moins coûteux d'apporter des améliorations. Les tests sont désormais terminés et les résultats montrent que les performances du contrôleur de charge V2 dépassent les attentes. Il peut gérer des états énergétiques irréguliers et, lors des tests en laboratoire, a capté jusqu'à huit fois plus de puissance que le contrôleur de charge d'origine. Cela signifie que le HERO WEC peut produire plus d'électricité utilisable, charger en continu le bloc-batterie, et alimenter de manière fiable le système d'osmose inverse, permettant ainsi de dessaler davantage d'eau de mer.
Ce contrôleur de charge sur mesure n'est pas seulement une solution spécifique au projet, il fournit également une base technologique réutilisable pour l'industrie de l'énergie houlomotrice. Le contrôleur de charge dédié aux vagues du NLR peut être adapté à une large gamme de technologies WEC, et son matériel et son logiciel peuvent être modifiés pour répondre aux besoins de puissance et de fonctionnement de différents appareils. En offrant cette architecture éprouvée, le contrôleur de charge pourrait réduire le temps de développement de nouvelles conceptions de WEC. L'équipe du NLR souhaite collaborer avec des développeurs de technologies pour intégrer cette architecture sur mesure dans davantage de systèmes, dans le cadre du programme « Ocean Energy Research Testing Expertise and Access » et d'autres accords de recherche en coopération.
Ensuite, l'équipe évaluera le contrôleur de charge dans le cadre de tests au niveau système sur la plateforme à grands mouvements du NLR. Ce sera la première fois que l'équipe testera la réponse du nouveau système électrique (générateur, contrôleur de charge et batterie) à des conditions de vagues simulées. Les tests au niveau système aideront également l'équipe à déterminer les ajustements finaux à apporter avant les tests en mer du système électrique, afin d'améliorer la fiabilité du contrôleur de charge. L'ensemble du projet HERO WEC vise à améliorer l'accès aux données, aux composants et aux résultats de recherche, afin de promouvoir le développement des technologies d'énergie houlomotrice.
