C’est un argument assez controversé bien que techniquement très clair. endobj D'une capacité de 487 MW, Seamade produira l'équivalent de la consommation annuelle de 485 000 familles et permettra d'éviter l'émission annuelle de … On découpe cet intervalle en différentes petites plages de vitesses de largeur dV. Request PDF | Evaluation du potentiel éolien offshore et imagerie satellitale | Offshore wind energy may help to contribute to the respect of the Kyoto objectives by Europe. Lambda = tip-speed ratio (TSR) = u/V = n.2*pi*R/V. Connaître la puissance instantanée du vent est une chose, mais ce qui nous intéresse, c’est son énergie. En 2019, la capacité installée mondiale de l’éolien en mer (ou éolien offshore) s’élève à 29,13 GW. La puissance débitée par une éolienne dépend de la vitesse du vent. Ce rendement se situe généralement autour de 20% pour les éoliennes domestiques. par le rayon de l’éolienne, R, multiplié par 2*pi. Jour1 : 24 [h] x 6 [m/s]³ x 1 [m²] x 1,2 [kg/m³] = 6 220 Wh = 6,22 kWh, Jour2 : 12 [h] x 12 [m/s]³ x 1 [m²] x 1,2 [kg/m³] = 24 880 Wh = 24,88 kWh. concession sur fonds marins pour développer ensemble un projet éolien offshore de 1,5 GW Regulatory News: Ce communiqué de presse contient des éléments multimédias. La puissance nominale d’une éolienne ne veut rien dire sur son efficacité si le constructeur ne mentionne pas à quelle vitesse de vent cette puissance électrique est obtenue. Évolution du rendement aérodynamique instantané en fonction du rapport entre la vitesse en bout de pale et la vitesse du vent (tip-speed ratio) : illustration des différentes sources de pertes par rapport au rendement idéal de Betz. 4 0 obj Le Royaume-Uni (9,723 GW), l’Allemagne (7,49 GW) et la Chine (6,83 GW) occupent le podium des plus grands parcs éoliens en mer. C’est la seule manière de pouvoir comparer différents matériels entre eux sur base d’estimation de la production électrique. Le projet de parc éolien offshore Soc Trang, d'une capacité de 1,4 GW de Mainstream au Vietnam est l'un des plus grands projets d'énergie renouvelable en Asie du Sud-Est. En fait, ils fixent les paramètres de la fonction de distribution, p(V), et regardent ce que cela donne au niveau de la production. La théorie confirmée par la pratique montre que les pertes sont minimisées pour un TSR donné. Pour connaître l’énergie du vent sur une période, il faut intégrer sa puissance sur cette même période. La génératrice transforme le travail moteur à son axe en énergie électrique avec un certain. Principalement déployé au large des côtes anglaises, danoises, belges et allemandes, l'éolien offshore vient désormais également se … Elle ne comporte que deux paramètres : le facteur de forme, k, et le facteur d’échelle, c. Qu’est-ce que cela veut dire ? De manière générale, on voit que les éoliennes basées sur la portance, c’est-à-dire les éoliennes à axe horizontal ou à axe vertical de type Darrieus, ont un rendement aérodynamique supérieur aux éoliennes basées sur la trainée (typiquement, le rotor Savonius). Il y a donc une notion de temps qui va devoir intervenir quelque part. Pour être rigoureux, il faut veiller à ce que le constructeur communique ces paramètres. Si la puissance du vent associée à une mesure de vitesse Ui vaut. ���w�ЬIF]�Bq����M�7�@��H>Q��[�W@ ®�����kdz Une manière de chiffrer la production d’une éolienne est de rapporter sa production électrique annuelle en nombre d’heures de fonctionnement à puissance nominale. Comment obtient-on cette fonction de distribution ? Cette conversion est réalisée avec un certain rendement, le. L’effet négatif sur le rendement aérodynamique est d’autant plus important que l’éolienne tourne vite. Le but du jeu est de fixer ces deux coefficients sur base de données lacunaires dont on dispose. En pratique, l’offs… 1. <>/Font<>/ProcSet[/PDF/Text/ImageB/ImageC/ImageI] >>/MediaBox[ 0 0 595.32 841.92] /Contents 4 0 R/Group<>/Tabs/S/StructParents 0>> - Visibilité réduite. Cela doit être réalisé selon une méthode normalisée, idéalement par un laboratoire indépendant. Cette dernière alternative connaît actuellement un intérêt croissant de la part des acteurs du secteur, en raison de ses perspectives de rendement élevées. Cela veut dire que l’on sait à quelle fréquence sont rencontrées les différentes vitesses de vent, V, durant la période d’observation uniquement si l’on est capable de fixer la valeur de deux coefficients. �M8x����^ On peut comprendre le graphe de la manière suivante : Évolution du rendement aérodynamique en fonction du nombre de pales pour un modèle donné. Si on la considère équivalente à la surface balayée par le rotor d’une éolienne, la puissance instantanée du vent (telle qu’évaluée par la relation ci-dessus) représente le maximum de puissance disponible que l’éolienne peut convertir. Néanmoins, celles-ci sont tout à fait raisonnables. où le rendement moyen est pris : à 22 % pour le petit éolien (moins de 35 m de diamètre) ; 30 % pour l’éolien moyen (35 à 100 m de diamètre) ; et 35 % pour le grand éolien (> 100 m de diamètre). En d’autres termes, l’ordre dans lequel vous réalisez les opérations d’intégration et mise à la puissance 3 a une importante : on met d’abord la vitesse instantanée au cube puis on somme les différentes contributions durant la période analysée. Cela peut paraître assez abstrait, mais il est difficile de passer à côté de ce concept si l’on veut introduire les approches statistiques de l’évaluation de l’énergie du vent. <> Rendement théorique et concret d’une éolienne terrestre. Valeur typique pour les grandes éoliennes en Wallonie : tN = 25% de l’année. u, la vitesse en bout de pale qui peut être évaluée comme étant le produit. Supposons que l’on dispose de mesures du vent à intervalles réguliers pendant une période de plus ou moins une année. Dans le cas de grandes éoliennes, la courbe caractéristique a été certifiée par un laboratoire et définie dans des conditions d’essai standard. Forme typique d’une courbe de puissance d’une éolienne : production électrique finale en kW en fonction de la vitesse instantanée du vent en m/s. Suivant ces paramètres, on peut obtenir des variations de 20 % de la masse volumique et donc de la puissance instantanée du vent. La puissance instantanée du vent a été définie au début de cette page. Pourquoi ne pas directement évaluer l’énergie au moyen de la vitesse moyenne ? où on réalise une mesure de la vitesse toute les “dt” secondes, on possède ainsi “N” valeurs dans notre échantillon tel que T = N*dt. Le tout premier parc d'éoliennes offshore des États-Unis, le Parc éolien de Block Island, a été mis en service en août 2016 à 5 km au large de l'île de Block Island, près de New York ; ses cinq éoliennes couvriront près de 90 % des besoins de l'île en électricité, économisant aux habitants le carburant du groupe électrogène à moteur Diesel qui alimente l'île. Néanmoins, il arrive que l’on ne dispose pas de ces mesures ou, du moins, on dispose de mesures lacunaires qui ne permettent pas d’établir proprement la fonction de distribution. Quand vous entendez des estimations de la production électrique, il faut être conscient que le constructeur a fait des hypothèses sur la manière dont les vitesses sont rencontrées dans le temps. `Q.-��d$15[��2�����D�D���W��W ��d�:�pr�:���0� 0S��L6X����? Il n’y a malheureusement pas de méthode absolue (hormis tester le matériel). En effet, on n’est pas en mesure de déterminer la puissance instantanée du vent et donc d’établir son rendement global instantané. Par conséquent, la majorité du temps, l’éolienne ne fonctionne pas à puissance nominale (PN), le vent n’étant généralement pas suffisant pour garantir cela. Ces explications avaient juste vocation de montrer que le rendement idéal n’était jamais atteint, ceci étant dû à différentes pertes. Un dispositif qui capte l’énergie du vent doit être capable d’extraire l’énergie cinétique (l’énergie liée à la vitesse du vent). Nombres d’heures équivalentes à puissance nominale = tN = Eelec/PN. Dans ce dernier cas de figure, il faut être conscient que la qualité de cette méthode est moindre qu’une campagne de mesure sur une dizaine d’années. Une autre manière de procéder est de travailler sur base de la distribution statistique dont on connaît les paramètres (sur base de mesures ou de simulations) : où, dans le membre de droite, le premier facteur est la puissance électrique produite à la vitesse V et le second facteur est le temps total durant lequel la vitesse est égale à V (pendant la période de mesure, T). L’influence du nombre de pales sur le rendement est aussi représentée. @� j�m�=�C]����;���r�\��< �h��"X���RSs�����"_ݳM� �{�o� ����ϸ��˔+,K�[0�w�z�����Br%+�E^�۰N���+�|KFH�֩�6�C��bE��q��#�tMit�.��!� �2��+MA�V�����5�m)��˷�gY)d���ˀ�Z.��5�s�|ɗK�,��!������� ! On peut montrer que cette manière d’estimer l’énergie du vent (le deuxième terme dans le membre de droite), est susceptible d’amener de grosses erreurs. Pour permettre d’investir directement dans l’éolien offshore, une division offshore de Nuhma, appelée Z-Kracht, a été mise sur pied. Le rapport de ces deux valeurs donne le rendement moyen : Par global, on sous-entend que l’on s’intéresse à ce qui rentre et ce qui sort globalement de l’éolienne. Le constructeur peut fournir une courbe de puissance, mais on n’a aucune garantie sur sa fiabilité, tout au plus, on peut se reposer sur la crédibilité du fabricant. Amélioration de la qualité d'énergie fournie au réseau autonome hybride éolien-diesel, by Rezkallah,Miloud. On n’a donc aucune ou peu d’assurance quant à la fiabilité des performances annoncées. Typiquement, la production annuelle électrique d’une grande éolienne en Wallonie correspond à 25 % du temps à puissance nominale. On distingue clairement la vitesse minimale de 3 m/s, la vitesse maximale de 20 m/s ainsi que la puissance nominale de 40 kW obtenue à 15 m/s. On sait que la surface balayée par une éolienne dépend du rayon de son rotor (π*R²). Cette limitation est mieux connue sous le nom de “limite de Betz” ou “théorie de Betz”. que la masse volumique de l’air a une influence sur la puissance disponible. En d’autres mots, on est capable de reconstruire l’historique d’intérêt du vent sur la période étudiée uniquement si l’on est capable de fixer les deux paramètres de la fonction de Weibull : notamment sur base de la vitesse moyenne du vent et de sa variance. La puissance instantanée du vent est obtenue en prenant le cube de la vitesse. La manière la plus consistante est d’utiliser les valeurs mesurées de vitesse et de regarder à quelle fréquence les différentes vitesses sont rencontrées. Au mieux, les résultats auront une valeur identique. Les frais d'entretien des éoliennes . En conclusion, plus l’éolienne tourne vite, moins les pertes par mise en rotation sont importantes. L’énergie du vent, Ev, vaut alors : Ev = (P1 + P2 + …. En conclusion, les fonctions de distribution du vent peuvent avoir deux utilités. Pour débuter, il y a lieu de quantifier la source d’énergie dont on dispose, c’est-à-dire l’énergie associée au vent. L'air ne pesant qu'1,29 gramme par litre, Il faut de grandes quantités d'air pour générer de l'énergie. h�A�.��3������?�!���#޷s��t��t�E�!�i�Qy>A�=b�^D��� L’application des principes fondamentaux de la mécanique permet de déterminer la quantité maximale d’énergie du vent qui peut-être convertie en énergie mécanique (rotation du rotor). Estimation de la production = (rendement moyen global)*(1/2*rho*A*(U. Ce rendement aérodynamique instantané, ou Coefficient de performance (Cp), ne peut dépasser 16/27 soit approximativement 59 %. La littérature reprend souvent le chiffre de 10 années de mesure. En outre, l’analyse des rendements de 62 modèles récents d’éoliennes démontre qu’il y a  une tendance claire vers un meilleur rendement pour les éoliennes ayant une vitesse de vent nominale plus basse (comprises entre 10 m/s et 12 m/s. Si le vent présente une certaine vitesse “V” à un moment donné et traverse une certaine surface “A”, la puissance instantanée du vent est donnée par la relation suivante : où “rho” est la masse volumique de l’air, qui vaut approximativement 1.2 kg/m³ à 20°C, au niveau de la mer. Actuellement, les éoliennes de type Darrieus ont un rendement un peu supérieur à celui présenté dans le graphe ci-dessous. En fait, si on prend la courbe relative à un nombre donné de pales en pointillé (on considère ici 1, 2 ou 3 ailes), on voit que la courbe générale correspond à l’enveloppe de tous les maxima des courbes à nombre de pâles fixé. Oui ! Zh/�p"�E/@��,������P�����B␐v&��Иa�B���D�~T�m;��G�\%�$�����Ao*z�ѻ���"���$`����%d�0ֶ~����m?=t�yI�� ���g��?����,�v�� �t��@S�$nZ���4X��3�L�y��%�����ʑ~�FA��Bw������j�"�IN ��;G+s�P�w��h�3�EZ����c�śuk;�&y� Une éolienne est une machine qui, par définition, transforme l’énergie du vent en énergie mécanique. En d’autres termes, on a une série de pertes qui réduisent l’efficacité aérodynamique de l’éolienne : Analogie entre l’allongement (aspect ratio) des ailes d’un planeur et des pales d’une éolienne : limitation de la trainée. Généralement, ces courbes sont données par les fabricants d’éoliennes. On comprend dès lors qu’une évaluation du potentiel sur une période aussi longue ne soit pas toujours possible. Etude et analyse stratégique des acteurs de l'éolien off-shore français. C’est le cas du rendement global instantané de l’éolienne tel que défini à la section précédente. On peut simplement se baser sur la vitesse moyenne du vent, Um, sur le site : Estimation de la production = (rendement moyen global)*(1/2*rho*A*(Um)3). Comment détecter un produit farfelu ? Zone de présence ou d'application. On voit par exemple la courbe “rouge” représentant des vents de vitesse moyenne proche de 4.25 et qui oscille largement autour de cette valeur. Finalement, on représente maintenant le rapport entre l’énergie du vent calculée avec la fonction de Weibull et l’énergie du vent calculée de façon approximative par la moyenne de la fonction de Weibull. La puissance nominale d’une éolienne ne veut rien dire sur son efficacité si le constructeur ne mentionne pas à quelle vitesse de vent cette puissance électrique est obtenue. Dans la section précédente, nous avons intégré les différentes puissances pour obtenir l’énergie du vent sur la période étudiée. Nb : les éoliennes actuelles atteignant leur puissance maximale aux alentours de 10-15 m/s, les vents plus puissants ne seront pas pleinement exploités : l’éolienne sera freinée pour préserver son intégrité. On trouve typiquement, un rendement moyen de 20 % pour les petites éoliennes et de 35 % pour les grands modèles. Dans le domaine de l’éolien, la fonction la plus courante est la fonction de distribution de Weibull. Le fabricant d’une éolienne doit faire certifier la courbe caractéristique des performances de son modèle. On sous-estime le potentiel de vent. C’est un des arguments des détracteurs des éoliennes. 3 0 obj Pour obtenir l’énergie du vent, il faut tenir compte de toutes les gammes de vitesse rencontrées et de leur contribution. Au regard de la courbe ci-dessus, qui reprend l’évolution du rendement aérodynamique en fonction du nombre de pale pour un modèle donné, on voit que plus le nombre de pales est important, plus le rapport optimal de vitesse en bout de pale est faible. Durant un intervalle, l’éolienne produit Pelec(V)i*dt. Le but n’est pas de faire le point sur ce sujet. On peut essayer de voir ce que cela donne avec la fonction de distribution de Weibull. La courbe caractéristique de puissance d’une éolienne donne la puissance électrique en fonction de la vitesse du vent. En d’autres termes, pour chaque vitesse de vent, il existe une vitesse de rotation qui maximise le rendement aérodynamique de l’éolienne, c’est-à-dire la quantité d’énergie du vent transférée au rotor. - Pleine puissance 40% du temps contre 25% pour l'éolien terrestre. Nous voyons donc clairement que nous ne pouvons pas moyenner la vitesse du vent et que la distribution du vent est déterminante dans le calcul de l’énergie dispensée par le vent sur une période et une surface données. Bientôt, il deviendra une nécessité pour les pays industrialisés. Non, dès que la vitesse instantanée du vent dépasse la vitesse minimale de mise en fonctionnement (cut-in wind speed), l’éolienne débite de l’électricité. Intéressons-nous à une surface perpendiculaire au sens du vent. Par ailleurs, le droit à l’obligation d’achat de votre électricité n’est plus délivré que dans des zones précises (zone de développement de l’éolien). En effet, comparé à des centrales électriques traditionnelles basées sur les énergies fossiles (typiquement une centrale TGV) ou le nucléaire qui peuvent fonctionner de manière continue proche de leur puissance nominale, une éolienne fonctionnera principalement à une puissance inférieure à PN. 2 0 obj x��\_�۸��"���DJׅ���{hq�^�)K>��`mK"g����͐����������?�L�b��xy�|~��0i����T�2�.���2�����|X��E��1���'���u����5w���]�v����6y���㧿=�˧����}�]�ǭe�� P�����ȓ7wO�Hb <>>> Source de production d'électricité sans carbone, les parcs éoliens offshore recèlent des capacités qui ne sont pas exploitées à leur plein potentiel. Voir le … Néanmoins, certains chiffres communiqués par le constructeur peuvent être mis à l’épreuve. Par ailleurs, les technologies de l’éolien offshore, encore coûteuses aujourd’hui, devraient voir leur prix diminuer dans les années à venir et par conséquent leur compétitivité augmenter. Réalisé à partir des fiches techniques de 62 modèles d’éoliennes récentes. La première turbine de 6 MGW est sortie des usines, la première des 80 qui formeront le parc. On peut aussi connaître le rendement moyen de l’éolienne sur la période d’observation, T. On peut estimer, d’un côté, l’énergie du vent qui était disponible (la source d’énergie), Event, et, d’un autre côté, l’énergie électrique produit par l’éolienne, Eelec (comme calculée ci-dessus). À titre d’exemple, la société wallonne FairWind établie à Seneffe commercialise des éoliennes à axe vertical dont les courbes de puissance sont disponibles sur leur site internet. Néanmoins, elle produit à une puissance généralement inférieure à la puissance nominale, cette dernière étant souvent prise comme étant la puissance maximale. On aura noté qu’il dépend uniquement de la valeur de ce facteur k. On reprend ci-dessous, un tableau avec des chiffres : Le vent présente donc une certaine énergie pendant une période donnée. L'exploitation de l'énergie éolienne - celle du vent - se fait actuellement sous deux formes : terrestre et maritime ou offshore. –]�v{h��$?��đ1 )_g}�d�߱�Sȶ������ ���甧��ԩÄM��\Yd3 ��c;WY�v��(��������|����lm}ɦ�]�c��:v5֯�A�SC�#?�. Dans cette vidéo, Jacques Ruer présente les moyens qui doivent être mobilisés pour installer des éoliennes offshore, posées ou flottantes. Sur base de cas rencontrés, on peut facilement faire une sous-estimation de 100 % voire plus.

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