Le modèle d'étude est monté sur un axe vertical
afin de pouvoir s'orienter dans le lit du vent grâce aux deux panneaux en nid
d'abeille verticaux. Le pales sont dans ce même matériau composite pris
entre deux feuilles d'aluminium. Cela permet d'avoir un engin suffisamment léger
pour démarrer au moindre souffle de vent.
Sur un des cotés, un plateau cranté entraîne une chaîne reliée
à un générateur électrique. Sur l’autre face, quatre chaînes
montées sur quatre moyeux crantés concentriques permettent de mettre en
rotation les quatre pales de telle façon que lorsqu’une pale passe en haut de
la machine elle soit verticale, et quand elle remonte au lit du vent, elle passe
à plat entre la partie tournante et la structure de maintient en auto alignement.
Les quatre pales sont montées sur des roulements à bille.
Les deux panneaux verticaux sont montés sur un axe servant d’entretoise, également
montés sur deux roulement à billes de plus gros diamètre.Les tests se sont déroulés sur deux mois. L’ensemble était parfaitement
silencieux. et ne couvrait pas le bruit du vent même par fort temps de tempête.
Le tube vertical haubané a fini par se tordre sous l’effet de la poussée
du vent sur l’ensemble.Le but était de tester le fonctionnement mécanique et la validité
du concept. Il a été atteint.
Les deux panneaux
verticaux en nid d'abeille aluminium servent à orienter
l'aérogénérateur dans le lit du vent. L'usage de
chaînes pour effectuer la rotation des panneaux mobiles impose de
disposer la machine sur un axe horizontal.
Plus le nombre de pales augmente et plus la machine
semble gagner en efficacité, passer de deux à trois, puis quatre à
cinq entraîne un forçage de l'air qui traverse la machine, car la
géométrie de l'ensemble change rt transforme le cycle. Le raisonnement
quel l'on tient en instantané reste valide tout au long du cycle, car
il n'y a pas rupture, mais transition.
On raisonne du volume au plan, pour simplifier la représentation et dégager le paramètre spécifique.
Le vent qui passe sur le panneau A fait le tour de ce panneau.
Une partie de l'air traverse la machine en rouge, une partie passe à l'extérieur en bleu. La ligne rouge près de A indique le trajet moyen forcé. La deuxième ligne rouge indique de même le trajet du flux venant de E qui travaille sur l'extrados de D et B. Cette veine de vent, en passant autour des volets D et B est accélérée, car le passage est calibré, en effet C empêche l'air de s'échapper au dessus de F. On a donc un double phénomène qui se produit, peu évident à percevoir, car lié au nombre de pales canalisant l'air d'une façon dynamique en continu. Le flux exerce une augmentation de la vitesse du flux à l'intérieur de la machine, et le rendant laminaire.
Les deux phénomènes augmentent alors la portance de D et B. Le couple et la puissance disponible de la machine sont donc augmentés par rapport à un aérogénérateur à deux ou à trois pales.
Si en E on a un air turbulent, en F il tend à être laminaire. C et A agissant comme un effet de sol sur l'aile d'un avion, et C comme bec de bord d'attaque et volet de portance permettant de forcer les filets d'air à rester en contact avec l'intrados de D et B.
On peut alors vérifier par rapport à un aérogénérateur à trois pales et deux pales l'amélioration sur la puissance captée, la géométrie de l'ensemble n'étant pas neutre sur le fonctionnement de la machine. Avec moins de quatre pales, C ne bloque pas en haut la veine d'air et dans ce cas F n'est pas inférieur à E.
On peut alors expliquer l'absence de vibration de l'ensemble en marche, car n'apparaissant qu'en mode turbulent. La machine devient particulièrement fiable et silencieuse, même alimentée par des vents turbulents violents.
Pour obtenir ce mode de fonctionnement, la puissance captée ne doit pas induire un ralentissement notable. On aurait donc une courbe de captage assez plate et le blocage de la machine n'interviendrait que lors d'un trop fort pompage énergétique par rapport à la puissance disponible.
Quatre pales permettent donc à partir de vents turbulents d'avoir un fonctionnement proche de vents laminaires, ce qui n'oblige pas à avoir de mats de grande taille. On peut donc implanter ce type d'aérogénérateur un peu partout sans tenir compte du relief. A ce sujet la machine de Gianmario L. Arnulfi installée en montagne est très bien placée, car les vents en montagne du fait des reliefs sont turbulents, même et surtout s'ils sont violents.
On raisonne du volume au plan, pour simplifier la représentation et dégager le paramètre spécifique.
Le vent qui passe sur le panneau A fait le tour de ce panneau.
Une partie de l'air traverse la machine en rouge, une partie passe à l'extérieur en bleu. La ligne rouge près de A indique le trajet moyen forcé. La deuxième ligne rouge indique de même le trajet du flux venant de E qui travaille sur l'extrados de D et B. Cette veine de vent, en passant autour des volets D et B est accélérée, car le passage est calibré, en effet C empêche l'air de s'échapper au dessus de F. On a donc un double phénomène qui se produit, peu évident à percevoir, car lié au nombre de pales canalisant l'air d'une façon dynamique en continu. Le flux exerce une augmentation de la vitesse du flux à l'intérieur de la machine, et le rendant laminaire.
Les deux phénomènes augmentent alors la portance de D et B. Le couple et la puissance disponible de la machine sont donc augmentés par rapport à un aérogénérateur à deux ou à trois pales.
Si en E on a un air turbulent, en F il tend à être laminaire. C et A agissant comme un effet de sol sur l'aile d'un avion, et C comme bec de bord d'attaque et volet de portance permettant de forcer les filets d'air à rester en contact avec l'intrados de D et B.
On peut alors vérifier par rapport à un aérogénérateur à trois pales et deux pales l'amélioration sur la puissance captée, la géométrie de l'ensemble n'étant pas neutre sur le fonctionnement de la machine. Avec moins de quatre pales, C ne bloque pas en haut la veine d'air et dans ce cas F n'est pas inférieur à E.
On peut alors expliquer l'absence de vibration de l'ensemble en marche, car n'apparaissant qu'en mode turbulent. La machine devient particulièrement fiable et silencieuse, même alimentée par des vents turbulents violents.
Pour obtenir ce mode de fonctionnement, la puissance captée ne doit pas induire un ralentissement notable. On aurait donc une courbe de captage assez plate et le blocage de la machine n'interviendrait que lors d'un trop fort pompage énergétique par rapport à la puissance disponible.
Quatre pales permettent donc à partir de vents turbulents d'avoir un fonctionnement proche de vents laminaires, ce qui n'oblige pas à avoir de mats de grande taille. On peut donc implanter ce type d'aérogénérateur un peu partout sans tenir compte du relief. A ce sujet la machine de Gianmario L. Arnulfi installée en montagne est très bien placée, car les vents en montagne du fait des reliefs sont turbulents, même et surtout s'ils sont violents.