Ocean Renewable Power Company (ORPC) est un pionnier des technologies d'énergie renouvelable en exploitant la puissance des rivières et des marées. ORPC développe des solutions pour fournir une énergie durable dans des endroits reculés. Nous avons récemment interviewé Jarlath McEntee, vice-président principal et directeur technique d'ORPC, pour comprendre comment ils utilisent Rescale pour optimiser la simulation et la modélisation avancées dans leurs projets d'ingénierie.

Questions et réponses avec Jarlath McEntee, vice-président principal et directeur technique chez ORPC

Pouvez-vous partager la mission d’ORPC et ce qui la distingue dans le secteur des énergies renouvelables ?

Jarlath : Notre mission est de transformer la façon dont le monde produit de l'énergie en exploitant l'énergie renouvelable des rivières et des marées. Ce qui nous distingue, c'est notre capacité à produire de l'électricité stable et fiable à partir de flux d'eau naturels, sans avoir recours à des barrages. Notre système d'alimentation RivGen® éprouvé et commercial, par exemple, remplace déjà les générateurs diesel par de l'énergie renouvelable dans les zones reculées. Nous étendons actuellement cette technologie de base pour répondre à divers besoins énergétiques dans le monde entier. Avec notre système modulaire RivGen®, nous pouvons fournir de l'électricité pendant les pannes de réseau pour les infrastructures critiques telles que les hôpitaux et les centres de traitement des eaux usées, et avec notre système TidGen, nous fournissons des solutions d'énergie marémotrice pour les applications sur et hors réseau. Il s'agit d'une approche durable et adaptable qui apporte de l'électricité aux endroits qui en ont le plus besoin.

À quoi ressemble une journée type pour les ingénieurs chez ORPC, notamment en termes de travail de simulation ?

Jarlath : Les ingénieurs de l'entreprise se concentrent principalement sur la conception et le perfectionnement de nos turbines à flux transversal. Nous commençons par une simulation 2D pour conceptualiser de nouvelles conceptions de turbines, puis nous étendons à la 3D à mesure que la conception mûrit. En 3D, nous utilisons des outils de maillage pour créer des modèles détaillés et évaluer les performances des turbines dans diverses conditions opérationnelles, comme les vitesses d'écoulement et les niveaux de turbulence. Nous exécutons la plupart de nos simulations de dynamique des fluides computationnelle (CFD) sur la plateforme de Rescale à l'aide d'OpenFOAM, ce qui nous permet de gérer plusieurs simulations en parallèle et à grande échelle. Au-delà de la dynamique des fluides, l'analyse structurelle est une autre étape d'ingénierie critique réalisée pour garantir la durabilité dans des environnements difficiles.

À quels défis uniques êtes-vous confrontés lorsque vous utilisez la simulation pour vos conceptions ?

Jarlath : Les turbines d'ORPC sont confrontées à des flux d'eau instables et en constante évolution en raison de leur conception unique à flux transversal. Cela diffère des turbines axiales traditionnelles, où le flux est plus prévisible. Lorsque la turbine tourne, chaque pale subit des angles d'attaque en constante évolution, créant des modèles d'écoulement complexes et transitoires qui rendent les simulations exigeantes en termes de calcul. Cela nécessite des pas de temps précis et des maillages très détaillés, qui nécessitent beaucoup de ressources mais sont essentiels pour la précision. C'est là que Rescale fait vraiment la différence pour nous en fournissant une puissance de calcul évolutive pour faire face à ces simulations difficiles.

Comment ORPC aborde-t-il la conception de produits, notamment en ce qui concerne l’ingénierie et la simulation ?

Jarlath : Notre philosophie de conception de produits consiste à trouver un équilibre entre robustesse et efficacité. Par exemple, dans les zones reculées, nous avons besoin de systèmes hautement résilients capables de fonctionner pendant de longues périodes avec un minimum de maintenance. Cela nécessite une compréhension approfondie des contraintes structurelles et opérationnelles exercées sur nos systèmes. La simulation joue ici un rôle essentiel, nous permettant de tester et d'affiner les conceptions dans des conditions virtuelles qui reproduisent les défis du monde réel, tels que les écoulements d'eau turbulents et les températures extrêmes.

Qu'est-ce qui vous a conduit à choisir Rescale pour le HPC chez ORPC ?

Jarlath : Nous avions besoin d'une solution évolutive et rentable qui ne nécessitait pas de configuration importante de notre part. Rescale proposait une interface accessible qui ne nécessitait pas de support informatique spécialisé, ce qui était crucial pour nous en tant que petite équipe. Auparavant, nous nous appuyions sur du matériel local qui nous limitait à des modèles plus petits, ce qui rendait difficile l'exécution de simulations simultanées. Rescale fournit non seulement l'échelle, mais simplifie également la soumission des tâches, permettant à nos ingénieurs de se concentrer davantage sur l'analyse que sur la gestion des ressources informatiques.

Pouvez-vous expliquer comment Rescale a eu un impact sur le flux de travail et les résultats d'ORPC ?

Jarlath : Nous avons acquis davantage de capacités pour traiter des modèles de simulation plus volumineux et plus détaillés. Nous avons désormais une meilleure compréhension des attentes en matière de performances grâce aux tests virtuels et pouvons prendre des décisions de conception basées sur de nombreux cas de charge différents, ce qui nous permet d'itérer plus rapidement et de faire des choix de conception plus éclairés. Depuis que nous utilisons Rescale, notre seul défi est que nous disposons d'encore plus de données à analyser pour nos ingénieurs. Ce n'est pas un problème désagréable, car cela nous donne plus confiance dans nos décisions. 

Comment la simulation a-t-elle affecté le développement de vos produits, notamment l’efficacité de vos systèmes énergétiques ?

Jarlath : Notre dernière génération d’éoliennes atteint des niveaux d’efficacité allant jusqu’à 44 %, une amélioration significative par rapport aux 35 % d’efficacité de nos modèles précédents. Cette augmentation d’un tiers des performances s’accompagne d’une réduction de l’utilisation de matériaux et d’une diminution de la traînée structurelle, ce qui est essentiel pour réduire les coûts d’exploitation et améliorer la fiabilité. De tels gains d’efficacité ont un impact direct sur le coût actualisé de l’énergie (LCOE), qui est essentiel à notre viabilité économique. Dans les communautés éloignées où les coûts de l’électricité peuvent dépasser 40 cents par kilowattheure, l’amélioration de l’efficacité est une étape clé pour rendre l’énergie renouvelable plus compétitive.

Pouvez-vous donner un exemple d’un projet de simulation récent qui a conduit à une décision de conception importante ?

Jarlath : Nous utilisons souvent les résultats de simulation pour améliorer les mesures de performance des turbines, telles que la génération de couple à différents débits. Récemment, nous avons simulé plusieurs rotations de turbines pour extraire des profils de couple et d'autres caractéristiques de charge. Ces données nous aident à créer des cartes de performance, ce qui nous permet de prédire le comportement de nos turbines dans diverses conditions d'écoulement. Cette capacité est essentielle pour garantir la fiabilité et des performances optimales à mesure que nous développons une technologie pour des marchés plus vastes.

Pouvez-vous partager les innovations futures qu’ORPC explore, notamment avec l’aide de Rescale ?

Jarlath : Nous prévoyons d'explorer les interactions fluide-structure (FSI) sur Rescale pour capturer l'interaction entre les forces fluides et les réponses structurelles de nos turbines. L'intégration de l'IA/ML est à l'horizon pour aider à optimiser les conceptions structurelles, les rendant encore plus efficaces. Ces avancées nous permettront d'affiner davantage nos conceptions, rendant nos systèmes plus rentables et adaptés à des marchés plus vastes au-delà des communautés éloignées.

Enfin, quels conseils donneriez-vous aux responsables d’ingénierie qui envisagent des solutions HPC pour des projets d’énergie durable ?

Jarlath : Choisissez une plateforme qui allie simplicité d'utilisation et évolutivité. Pour nous, l'interface simple de Rescale a changé la donne, permettant aux ingénieurs de se mettre rapidement à niveau sans assistance informatique spécialisée. Assurez-vous également que votre solution peut gérer l'ampleur de vos simulations, en particulier dans un domaine comme les énergies renouvelables, où une modélisation précise peut avoir un impact significatif sur les performances et les coûts.