Étude de faisabilité


Simulations

Capture d'écran du modèle avec la zone pour les calculs

Dans le cadre de l'étude InnoCheck, la Haute École d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud, HEIG-VD , avait pour mission d'évaluer les charges, les moments et les performances du concept SOLARRIG dans différentes configurations de vent, d'orientation et d'aile. Les charges (forces et moments) au niveau de l'articulation du mât ont été calculées afin de fournir au concepteur du bateau les informations nécessaires à la prise en compte structurelle du SOLARRIG sur le catamaran solaire SUNsation 52 (=DEMONSTRATOR).


Responsables :

  • BRUNO GIUNTOLI R&D Project Engineer @ COMATEC 
  • Dr JOËL CUGNONI Professeur associé HES - Département TIN Institut conception mécanique et technologie des matériaux (COMATEC)
    Haute École d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud Route de Cheseaux 1 - CP 521 CH-1401 Yverdon-les-Bains / Switzerland

Résumé des résultats des tests du point de vue de la HEIG-VD (avril 24) :

  • En principe, la combinaison de deux ressources énergétiques durables (comme le soleil & le vent) dans un élément comme le SOLARRIG, qui permet la propulsion directe par l'énergie éolienne et la conversion de l'énergie solaire en énergie électrique pour la propulsion et les systèmes de bord, offre les avantages suivants par rapport aux "voiles seules" ou aux "panneaux solaires seuls" :
    • A) puisque la structure basculante et inclinable offre pratiquement toutes les configurations nécessaires pour la navigation traditionnelle,
    • B) tout en utilisant l'énergie du soleil, même à faible angle d'incidence (et en fournissant de l'ombre au mouillage ou au port tout en continuant à capter l'énergie solaire).
    • C) en raison de son angle, elle fournit également une portance afin de réduire la résistance au déplacement. Cela minimise l'enfoncement habituel de l'étrave dans les vagues hautes et augmente ainsi la sécurité.
  • Cette forme de voile en forme de patte de crabe combinée à une technologie de pointe est ici le meilleur compromis pour transformer l'énergie éolienne en propulsion et l'énergie solaire en électricité. Cette forme traditionnelle dans le Pacifique Sud est particulièrement efficace, car les turbulences de l'air à proximité du bateau sont moins gênantes et le vent dans la partie supérieure permet une propulsion et une flottabilité d'autant plus efficaces. Il faut donc moins de surface de voile >> moins de matériel >> moins d'usure.

L'efficacité :

  • Avec 25 nœuds de vent avant, le SOLARRIG offre plus du double de puissance que les moteurs électriques traditionnels.

L'optimisation :

  • Si l'on considère les vents dominants, l'efficacité dépend de la courbure de l'aile : plus la courbure de la voile est élevée, plus l'efficacité est grande. D'après les simulations préliminaires, l'optimum est de 8%. Capture d'écran de la courbure optimale de l'aile.
  • Un deuxième élément à prendre en compte est la "marge de manœuvre", qui est considérée comme égale à 0 dans la simulation, comme si le bateau se déplaçait sur des rails, ce qui n'est pas réaliste. Cela signifie que le catamaran, comme tout catamaran à voile, a besoin de deux quilles pour contrer la dérive. Ainsi, une partie de l'énergie latérale est transformée en propulsion.

Limites :

  • Les limites de ce concept découlent de la géométrie du bateau en termes de taille et de topologie. Pour les bateaux plus grands, plusieurs SOLARRIG seront éventuellement montés l'un derrière l'autre, au lieu d'une très grande voile lourde.
  • Ceci doit être élaboré au moyen du logiciel de configuration (= configurateur) et du logiciel de commande et d'alarme (= informateur et jumeau numérique) pour x navires.

Les inconvénients :

  • Conceptuellement, il n'y a pas d'inconvénients, c'est le meilleur des deux mondes, un élément (SOLARRIG) étant utilisé pour la production d'énergie et la propulsion.

Preuve de concept :

  • Le catamaran SUNsation 52, avec les essais prévus en Méditerranée et sur l'Atlantique, est une formidable plateforme pour une preuve de concept, qui peut être installée et testée en tant que taille intermédiaire entre les superyachts (80+ pieds) et le marché des catamarans de 30 à 45 pieds.

Prototype no. 2

14 juin 2023

Mise à l'eau
par Mark and Jim Wüst (Grove Boats).

  • Puis premier essai en soirée avec vent et énergie solaire de Cheyres à Grandson (avec une brise d'environ 15 - 25 km/h et environ 500 watts d'énergie solaire. Vitesse de 8 à 10 km/h.
  • Visite et documentation photographique par Stephan Graf, sun 21


Prototype no. 1

Juillet 2021

 

"Expérience Multitalent"

  • Une voile à énergie solaire pour un yacht sans impact sur le climat.
  •  Dans le cadre de l'expérience "Multitalent", une voile polyvalente pour les bateaux est mise au point et testée. Elle peut être utilisée comme voile à vent, comme système photovoltaïque et comme toit d'ombrage sur un catamaran pour toutes sortes d'activités de loisirs.
  •  Sur la base de ce projet pilote, des bateaux touristiques futuristes et durables à propulsion hybride devraient être développés un jour.
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Description du projet en allemand
Mark Wüst
Projektskizze V5_Experiment_Multitalent.
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Une idée pour une application future

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"Entropia" - la centrale électrique flottante en plastique, écrite en allemand
Mark Wüst
210714_Projektskizze_Entropia 2.pdf
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travail de bachelor

Dans le cadre d'un travail de bachelor - Bateau à voile solaire, HEIG-VD, Suisse - la construction d'une voile sous la forme d'une aile rigide solaire a fait l'objet de nombreux calculs.

 

Auteur: Gaël Frochaux (26/03/21)

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travail de bachelor "Bateau à voile solaire"
FROCHAUX_Gael_TB_bateau_voile_solaire.pd
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