Projets similaires
Un projet similaire (Kitemill) a été développé à l’Ecole Centrale de Lille entre 2008 et 2010 : un groupe d’élèves ayant le même objectif que nous avait réalisé un prototype ressemblant à celui que nous voulons construire. Cependant leur projet ne contenait pas d’algorithme de pilotage. Nous nous sommes donc renseignés sur leurs avancées et sommes régulièrement en contact avec eux.
Des groupes de chercheurs en Italie (KiteGen) ou encore aux Pays-Bas (KitePower) ont également eu l’idée d’un tel cerf-volant et ont réalisé plusieurs prototypes mais avec des dimensions bien plus grandes pour produire une quantité d’énergie bien supérieure.
L’idée de WindEEPP n’est donc pas une nouveauté mais la réalisation de ce prototype sera une première et la publication de nos recherches pourrait permettre des progrès en ce qui concerne ce moyen de production d’énergie.
Présentation générale
Une source d’énergie renouvelable
Les problématiques de production d’énergie ne sont pas récentes. Les révolutions industrielles et notre manière de vivre nous ont ammenés à utiliser l’énergie sous toutes ses formes et les recherches dans ce secteur continuent.
Ces dernières années, la population a pris conscience de la surexploitation énergétique et de la nécessité de développer de nouvelles sources d’énergie. WindEEPP s’inscrit exactement dans le domaine des énergies renouvelables.
A première vue, c’est un simple cerf-volant mais il contient en plus un dispositif électrique qui transforme l’énergie. Son principal avantage est d’être transportable. En effet, le but de ce projet est d’aboutir à un prototype léger et de taille raisonnable afin de pouvoir être déplacé facilement et de pouvoir être utilisé par des particuliers dans un maximum de situations. Ainsi WindEEPP, qui pourrait faire penser à l’éolienne puisqu’il utilise le vent, en conserve les avantages (une énergie propre, très peu de déchets toxiques et un recyclage optimal) mais en évite les défauts (bruit et aspect esthétique).
Notre but
Le but que nous nous sommes fixé est la réalisation d’un prototype comportant une voile, le système mécanique pour générer de l’énergie électrique et la liaison avec un algorithme de pilotage qui permettra d’avoir un contrôle et une commande automatiques du cerf-volant. Le lancer sera fait manuellement par un acteur extérieur et l’algorithme s’occupera de la suite sans que l’acteur n’ait besoin d’intervenir. La partie contrôle de la trajectoire sera mise au point par une prochaine équipe qui reprendra le projet.
La production d’électricité se fait selon un cycle qui recommence tant qu’il y aura du vent.
Ce cycle suit trois phases :
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Le décollage, qui n’a lieu qu’une fois
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Le déroulage des suspentes, phase de production d’électricité
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Le rembobinage, qui permet au système de recommencer son cycle.
Présentation du cycle
Le décollage correspond au lancement la voile dans le vent, pour qu’elle puisse ensuite monter dans le ciel. Une fois la voile dans le vent, la deuxième phase commence.
Le déroulage des suspentes sert à produire de l’électricité. Durant cette phase, le cerf-volant suit un mouvement de huit pour monter dans le ciel. Les suspentes sont reliées à des cylindres qui entraînent la génératrice en rotation, produisant ainsi de l’électricité.
Le pilote du cerf-volant doit le diriger afin qu’il effectue des mouvements de huit. Lorsque les suspentes sont entièrement déroulées, il faut ramener le cerf-volant au zénith afin d’entamer la dernière phase du cycle. En effet dans cette position, la traction est très faible et on peut rembobiner les fils en utilisant le minimum d’énergie.
Le rembobinage utilise de l’énergie. Nous avions pensé à d’autres solutions, telles que des ressorts ou bien un système s’approchant des fils d’aspirateur qui se rangent tout seuls. Cependant ces systèmes rembobineraient trop vite les fils et nous n’aurions pas de contrôle dessus. C’est pour cela que nous avons choisi de rembobiner les suspentes avec l’aide du moteur : nous pouvons alors commander la vitesse d’enroulement. Au minimum de traction, l’énergie utilisée pour rembobiner les suspentes est négligeable devant l’énergie que l’on récupère lors du déroulage.
Vous pouvez trouver une présentation des solutions choisies dans les pages Mécanique, Electricité et Algorithme. Pour plus d’information sur les différentes solutions envisagées, vous pouvez consulter notre rapport final sur le projet depuis notre Drive.