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Grant: Alliance Grants

Université du Québec à Chicoutimi

$116,070.00

Development and evaluation of ice-repellent materials to improve the performance of wind turbine blades in winter conditions

FY 2023-24

Summary
Canadian's wind farm greatly suffers from the enormous production losses during winter caused by icing conditions (up 2.5 M$/year or more for certain farms). Those losses diminsh the profitability of those wind farms, sometimes below their treshold of being profitable, and compromise new wind turbine development in Canada, preventing the creation of new sources of green energy so important for the future of the planet. Thanks to the study of those icing conditions, innovative materials, in the form of durable icephobic/superhydrophobic coatings, will be developed to be applied on the wind turbine blades. Those coatings will reduce to a minimum the problematics and production losses caused by icing by either preventing ice accumulation or by reducing its adherence to the blades. Also, performance and durability of the materials developed will be tested at the University of Quebec in Chicoutimi under highly representative test conditions at their state-of-the-art facilities. These coatings will lead to higher green energy production during the winter period, where demand is at its highest, and increase profitability of the Canadian's wind farm. They will also allow new sites with great wind energy potential in Canada to become a viable option for developers increasing the green energy offer in the country. The coating manufacturer will have state of the art products, that will be manufactured in the country, to provide for the wind energy Canadian and worldwide market. Les parcs éoliens au Canada souffrent d'énormes pertes de production pendant l'hiver dues aux conditions givrantes (jusqu'à 2.5 M$/an ou plus pour certains parcs). Ces pertes diminuent la rentabilité des parcs, parfois au-deçà du seuil de rentabilité et compromet le développement de nouveaux projets au Canada, empêchant la création de nouvelles sources de productions d'énergies vertes, primordiales pour la province et la planète. Grâce à l'étude des conditions atmosphériques spécifiques obtenues dans les parcs éoliens, des matériaux innovants, sous forme de revêtement glaciophobe/superhydrophobe, seront développés pouvant être appliqués sur des pales d'éolienne et pouvant résister sur de longues durées aux intempéries des hivers canadiens. Ces revêtements réduiront au minimum les inconvénients et pertes de production sur les éoliennes, notamment en prévenant l'accumulation de glace et/ou en réduisant son adhérence. Également, la performance et la durabilité des matériaux développés seront évaluées à l'aide d'essais hautement spécialisés développés à l'Université du Québec à Chicoutimi, réalisés dans leurs installations à la fine pointe de la technologie. Ces revêtements permettront de limiter les enjeux reliés au givre pour les parcs éoliens du pays et de grandement augmenter la production d'énergie verte en hiver, où la demande et la consommation sont à leurs plus fort, et d'augmenter leur rentabilité. Cela permettra également de rendre viables plusieurs projets potentiels de développement éolien au Canada, qui ne le seraient pas aujourd'hui en raison des énormes pertes de productions hivernales, augmentant l'offre d'énergie verte du pays. Les manufacturiers auront des revêtements de pointe, ainsi que des rapports complets d'évaluation de ceux-ci, pour fournir le marché Canadien et mondial de l'éolien.
Program
Alliance Grants
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data

As published

Application id
580753-2022
Name nom
Momen, Gelareh G
Department département
Sciences appliquées
Organization id
52
Institution établissement
Université du Québec à Chicoutimi
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2023
Competition year année de concours
2022
Award amount
116070
Program id
ALLRP
Program name en
Alliance Grants
Program name fr
Subventions Alliance
Group en
RESEARCH PARTNERSHIPS
Group fr
PARTENARIATS DE RECHERCHE
Committee code
96
Committee name en
RPP Internal Decision Cttee
Committee name fr
Cté de décision interne - PPR
Area of application code
306
Area of application group en
Energy resources
Area of application group fr
Ressources d'énergie
Area of application en
Energy efficiency
Area of application fr
Efficacité énergétique
Research subject code
9999
Research subject group en
Not available
Research subject group fr
Not available
Research subject en
Non disponible
Research subject fr
Non disponible
Application title
Development and evaluation of ice-repellent materials to improve the performance of wind turbine blades in winter conditions
Keyword
Energy production; Experimental testing; Icephobic coating; Icing condition; Surface characterization; Water-repellent coating; Wind towers
Application summary
Canadian's wind farm greatly suffers from the enormous production losses during winter caused by icing conditions (up 2.5 M$/year or more for certain farms). Those losses diminsh the profitability of those wind farms, sometimes below their treshold of being profitable, and compromise new wind turbine development in Canada, preventing the creation of new sources of green energy so important for the future of the planet. Thanks to the study of those icing conditions, innovative materials, in the form of durable icephobic/superhydrophobic coatings, will be developed to be applied on the wind turbine blades. Those coatings will reduce to a minimum the problematics and production losses caused by icing by either preventing ice accumulation or by reducing its adherence to the blades. Also, performance and durability of the materials developed will be tested at the University of Quebec in Chicoutimi under highly representative test conditions at their state-of-the-art facilities. These coatings will lead to higher green energy production during the winter period, where demand is at its highest, and increase profitability of the Canadian's wind farm. They will also allow new sites with great wind energy potential in Canada to become a viable option for developers increasing the green energy offer in the country. The coating manufacturer will have state of the art products, that will be manufactured in the country, to provide for the wind energy Canadian and worldwide market. Les parcs éoliens au Canada souffrent d'énormes pertes de production pendant l'hiver dues aux conditions givrantes (jusqu'à 2.5 M$/an ou plus pour certains parcs). Ces pertes diminuent la rentabilité des parcs, parfois au-deçà du seuil de rentabilité et compromet le développement de nouveaux projets au Canada, empêchant la création de nouvelles sources de productions d'énergies vertes, primordiales pour la province et la planète. Grâce à l'étude des conditions atmosphériques spécifiques obtenues dans les parcs éoliens, des matériaux innovants, sous forme de revêtement glaciophobe/superhydrophobe, seront développés pouvant être appliqués sur des pales d'éolienne et pouvant résister sur de longues durées aux intempéries des hivers canadiens. Ces revêtements réduiront au minimum les inconvénients et pertes de production sur les éoliennes, notamment en prévenant l'accumulation de glace et/ou en réduisant son adhérence. Également, la performance et la durabilité des matériaux développés seront évaluées à l'aide d'essais hautement spécialisés développés à l'Université du Québec à Chicoutimi, réalisés dans leurs installations à la fine pointe de la technologie. Ces revêtements permettront de limiter les enjeux reliés au givre pour les parcs éoliens du pays et de grandement augmenter la production d'énergie verte en hiver, où la demande et la consommation sont à leurs plus fort, et d'augmenter leur rentabilité. Cela permettra également de rendre viables plusieurs projets potentiels de développement éolien au Canada, qui ne le seraient pas aujourd'hui en raison des énormes pertes de productions hivernales, augmentant l'offre d'énergie verte du pays. Les manufacturiers auront des revêtements de pointe, ainsi que des rapports complets d'évaluation de ceux-ci, pour fournir le marché Canadien et mondial de l'éolien.
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