Simulation des écoulements atmosphériques dans un parc éolien afin d'évaluer sa performance et maximiser son rendement à partir des équations de Navier-Stokes

 

Jonathon Sumner

Collège Dawson

 

Domaine : énergie

Programme projet de recherche pour les enseignants de collège

Concours 2014-2015

Ce projet vise l'amélioration de la modélisation des écoulements atmosphériques et le sillage des éoliennes afin de mieux prévoir et maximiser la production d'un parc éolien. Actuellement, le calcul du productible  énergétique se base principalement sur des modèles simplifiés qui ne sont pas bien adaptés à l'environnement canadien.

Pour bien estimer la ressource éolienne au Canada, il faut prendre en compte les effets de la topographie hétérogène, la présence de la forêt, et l'influence des éoliennes elles-mêmes. Ce qui rend cette tâche difficile est la turbulence atmosphérique. Pour obtenir des simulations précises, il faut éviter sa modélisation autant que possible. Par contre, la simulation à grandes échelles (LES) nécessite une ressource informatique démesurée pour des applications quotidiennes. Nous cherchons donc une méthode pratique qui demeure précise. Il semble que la simulation des écoulements à partir des équations de Navier-Stokes moyennées (RANS) représente un bon compromis.

Toutefois, la qualité des prévisions reste très dépendante de la fermeture et pour cette raison il est proposé ici d'étudier les fermetures de deuxième ordre. Dans l'optique de minimiser le coût d'énergie, nous visons ensuite l'intégration du modèle RANS dans un algorithme d'optimisation.