Vertical axis tidal turbine behaviour in a non-uniform velocity profile

Les retours positifs du test d’un d´emonstrateur marin d’une puissance unitaire de 1MW sur le site de Paimpol Br´ehat permettent `a l’entreprise HydroQuest de s’affirmer sur le march´e de l’hydrolien avec une technologie d’hydrolienne `a axe vertical (VATT). Dans la perspective d’implanter 6 machines de nouvelle g´en´eration au Raz Blanchard (projet FloWatt), il est essentiel d’am´eliorer les outils num´eriques et exp´erimentaux pour pr´edire le comportement de ces machines `a l’´echelle 1. Ainsi, des essais en laboratoire sur une maquette d’hydrolienne `a double axe vertical bi-rotors contrarotatifs `a ´echelle 1/20 sont r´ealis´es afin d’´etudier son comportement en pr´esence d’un gradient vertical de vitesse. Les r´esultats montrent que l’´ecoulement cisaill´e est responsable d’une asym´etrie de chargement entre le rotor sup´erieur et inf´erieur, avec une production de couple moins importante pour le rotor inf´erieur et d’une baisse de performance de la turbine. L’´etude du sillage montre quant `a elle que le champ proche est modifi´e par l’´ecoulement cisaill´e.

The positive feedback from the test of a 1MW marine demonstrator at the Paimpol Br´ehat test site has enabled HydroQuest to assert itself on the tidal turbine market with vertical axis tidal turbine (VATT) technology. Intending to install 6 new-generation machines at the Alderney Race (FloWatt project), it is essential to improve numerical and experimental tools to predict the behaviour of these machines at full scale. Thus, Laboratory tests on a 1/20-scale model of a twin-rotor counter-rotating vertical-axis tidal turbine are carried out to study its behaviour in the presence of a vertical velocity gradient. The results show that the sheared flow is responsible for asymmetric loading between the upper and lower rotors, with the lower rotor producing less torque and reducing turbine performance. The wake study shows that the near-field is modified by the sheared flow.

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Linant Robin (2024). Vertical axis tidal turbine behaviour in a non-uniform velocity profile. 19èmes Journées de l'Hydrodynamique. 26-28 novembre 2024, Nantes. https://doi.org/https://jh2024.sciencesconf.org/, https://archimer.ifremer.fr/doc/00924/103613/

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