Eolien : comprendre les turbulences atmosphériques

Selon des recherches menées par l’Université du Colorado à Boulder, les éoliennes produisent des ondulations invisibles qui peuvent affecter l’atmosphère et influencer les éoliennes en aval, faisant fluctuer la puissance du parc éolien de plus de 50% en 1 heure.

“Aujourd’hui, les turbines massives des éoliennes entrent dans une partie complexe de l’atmosphère“, a déclaré Julie Lundquist, assistant professeur au département des sciences atmosphériques et océaniques (NOAA) de Boulder. “Si nous pouvons comprendre comment les rafales et turbulences du vent affectent le fonctionnement des turbines et la façon dont se comportent les turbines au démarrage, nous pourrons améliorer les normes de conception, accroître l’efficacité et réduire le coût de l’énergie.”

Pour mesurer les variations et le comportement du vent, les chercheurs surveillent une éolienne basée au Centre National des technologies du vent (NREL), en utilisant un instrument mis au point par le NOAA et faisant appel à un scanner Doppler – Lidar à haute-résolution. Le Lidar réalise des mesures optiques en trois dimensions de l’activité atmosphérique et peut capturer un échantillon d’air jusqu’à 1 km du sol, sur des distances allant jusqu’à 7 kilomètres.

“Les effets des turbulences ont été modélisés grâce à des travaux en soufflerie et à des simulations numériques“, a déclaré Robert Banta chercheur au NOAA, “mais l’atmosphère est différente, c’est plus variable et plus compliquée.”

Les chercheurs utiliseront aussi un laser spécialisé appelé “WindCube lidar” ainsi qu’un sonar, appelé “Triton sodar”, dans l’objectif de mesurer le vent et la turbulence. Par ailleurs, le NREL a installé 2 tours météorologiques hautes de 135 mètres chacune, qui seront utilisées pour mesurer la température de l’air, le vent et la turbulence.

“Même les fluctuations des température de l’air opérantes toute la journée peuvent affecter le démarrage des éoliennes“, a ajouté J. Lundquist. “Les changements résultant dans la phase de “réveil” peut impacter la productivité des parcs éoliens dotés de plusieurs rangées de turbines ; il est donc important de les observer en détail et de comprendre comment minimiser leurs impacts.”

Les scientifiques et les développeurs d’énergie éolienne pourront à terme se servir des résultats de l’étude afin de mieux comprendre la production d’énergie et accroître ainsi la productivité des parcs éoliens.

La formation pour devenir ingénieur en énergie renouvelable (études, programmes, débouchés) (TF1.fr)

Les énergies renouvelables sont en plein développement. Pour développer et améliorer l’énergie produite par le solaire, l’éolien ou encore la biomasse, l’ingénieur étudie, évalue et travaille sur les outils que sont les panneaux solaires, les piles photovoltaïques, les turbines des éoliennes, etc. En parallèle, outre l’aspect innovation, il fait en sorte de réduire l’impact environnemental des…

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IDEOL propose une solution de flotteur pour éoliennes

La start-up française, IDEOL, spécialisée dans la conception de structures flottantes innovantes, a développé et breveté un nouveau concept de flotteur permettant de rendre l’éolien en mer flottant économiquement compétitif.

La société implantée à La Ciotat (Bouches-du-Rhône), et créée en aout 2010, repose sur 2 concepts originaux :

Une plateforme flottante sur laquelle ériger des turbines éoliennes, dont les coûts de fabrication sont deux fois inférieurs aux autres solutions existantes.

L’éolien en mer s’est aujourd’hui développé en implantant des turbines terrestres sur des fondations posées, limitant le marché aux mers peu profondes, principalement en Mer du Nord. Une alternative consiste à ériger les éoliennes sur des structures flottantes, permettant de s’affranchir de la contrainte de profondeur et d’élargir le marché potentiel à de nombreux pays.

L’application au marché de l’éolien flottant des solutions standards, notamment développées pour l’exploitation pétrolière, n’est cependant pas directement adaptée et IDEOL a breveté un concept innovant de flotteur, compatible avec l’ensemble des turbines éoliennes, développé spécifiquement pour l’éolien en mer en tenant compte des contraintes de stabilité particulières des turbines et aux nécessités d’une production de série.

Selon IDEOL son flotteur présente de nombreux avantages par rapport aux autres concepts actuellement envisagés : “un coût de fabrication divisé par deux ; des dimensions compatibles avec de nombreux chantiers navals ; un faible tirant d’eau permettant une implantation sur toutes les côtes quelle que soit leur profondeur ; un contenu carbone divisé par 7.”

Une solution de « mobilité » permettant de limiter les pertes de sillage créées dans les parcs éoliens et d’augmenter la production d’énergie de plus de 10% par an.

Un inconvénient des turbines éoliennes tant sur terre qu’au large, en particulier lorsqu’elles sont installées non pas de manière isolée mais dans des parcs éoliens, est que le sillage aérodynamique de chaque turbine peut affecter négativement la production d’énergie des turbines voisines. Pour remédier au moins partiellement à cet inconvénient, les turbines éoliennes sont normalement positionnées de manière à minimiser les effets de sillage entre turbines en fonction de la rose des vents.

Toutefois, et tout particulièrement sur des sites où les directions des vents sont dispersées, ce positionnement ne permet pas une optimisation parfaite, sauf à augmenter considérablement l’espacement entre les turbines. Ainsi, les pertes de production d’énergie, directement dues aux effets de sillage, peuvent dépasser 15% dans les grands parcs éoliens offshores de la Mer du Nord.

L’utilisation de structures flottantes permet de rendre mobiles les turbines à moindre coût. En effet, IDEOL a breveté une solution mécanique permettant de déplacer la turbine éolienne, ainsi qu’une solution logicielle calculant en temps réel l’implantation optimale en fonction d’un ensemble de paramètres, afin de minimiser les effets de sillage aérodynamique et ainsi maximiser la production d’énergie du parc.

Ces solutions permettraient toujours selon IDEOL une transformation majeure du potentiel de marché de l’éolien en mer :

• Grâce aux coûts d’installation réduits de moitié, le prix de l’électricité produite devient économiquement compétitif et proche de la parité réseau à court terme ;
• La taille compacte du flotteur le rend constructible dans de nombreux chantiers navals, même pour les mega turbines de 7-10 MW en cours de développement ;
• La pose de la turbine et les opérations de maintenance lourde peuvent se faire à quai, dans la plupart des chantiers, sans les aléas liés aux conditions de mer et sans nécessiter de bateaux spécifiques tels que ceux utilisés pour l’éolien en mer sur fondations ;
• La solution flottante IDEOL est compétitive par rapport à l’éolien posé dès 40 m de fond, profondeur de nombreuses fermes éoliennes prévues pour 2015-2020 en Allemagne et en Angleterre ;
• Des fermes éoliennes peuvent être développées dans des mers profondes, ouvrant de nouveaux marchés comme les Etats-Unis, le Japon, la Méditerranée ;
• La solution de mobilité permet d’augmenter la production d’un parc éolien de 10% par an à investissement quasi-constant.

Sachez pour finir que la start-up travaille actuellement à l’implantation d’un premier prototype d’éolienne flottante en Europe, dès 2013.

Eolien offshore : nouvelle génération de turbine 6 MW

Un partenariat a été créé entre Converteam, spécialiste de la conversion d’énergie et l’industriel français Alstom, en vue de créer le plus grand générateur à aimant permanent et entraînement direct au monde destiné à une éolienne.

Dans un premier temps, Converteam équipera deux prototypes d’éolienne offshore de 6 MW d’Alstom, qui seront installés sur terre et en mer en Europe au cours de l’hiver 2011 et en 2012.

La nouvelle génération de turbine de 6 MW d’Alstom a été conçue afin de réduire le coût de l’énergie de l’éolien offshore. Parmi les technologies employées dans cette version, on trouve le système d’Alstom** qui transfère la la tension indésirable du vent directement au mât de l’éolienne ainsi que le générateur à aimant permanent et entraînement direct de Converteam.

Ensemble, les 2 entités assurent que ces technologies assureront “une fiabilité exceptionnelle du système de transmission mécanique de l’éolienne.”

Les systèmes à entraînement direct (direct drive) ne disposent d’aucun multiplicateur mécanique couplé au générateur. Le faible nombre de pièces rotatives augmente la fiabilité de la turbine, en accroît la disponibilité, et réduit les frais de maintenance. L’utilisation d’un générateur à aimant permanent permet une efficacité de génération améliorée et une fiabilité mécanique globale accrue.

Converteam fournira à Alstom un générateur à aimant permanent et entraînement direct « Advanced High Density » (AHD), qui est plus compact et léger que les systèmes à entraînement direct de la génération précédente.

« Nous développons actuellement une turbine solide, simple et efficace qui réduira le coût de l’énergie de l’éolien offshore, souligne Alfonso Faubel, Vice President Alstom Wind. Alstom privilégie la qualité ; c’est la raison pour laquelle nous établissons des partenariats avec les meilleurs fabricants de composants de leur catégorie, notamment Converteam. Il ne saurait y avoir de compromis dans la conception d’un système de production d’énergie qui sera exploité dans les conditions environnementales les plus difficiles. »

Converteam a fourni ses premiers générateurs à aimant permanent pour des éoliennes de 5 MW en 2004 ; son premier générateur à aimant permanent et entraînement direct haute puissance (3,7 MW) est exploité depuis 2008.

L’éolienne Alstom a été développée pour les conditions de vent enregistrées dans la plupart des sites offshore en Europe, aux États-Unis et dans le reste du monde. Deux prototypes seront installés en 2011 et 2012, une présérie (première étape de déploiement avant la commercialisation complète) en 2013, la production en série devant intervenir en 2014.

Les autres caractéristiques principales de la turbine incluent un très grand diamètre de rotor, utilisant les plus grandes pales de turbine au monde développée avec LM Wind Power, et une capacité de génération électrique de 6 MW pour une production d’énergie supérieure. Les rendements élevés contribuent à contrebalancer les coûts d’investissement et les frais d’exploitation liés au parc éolien. Le poids de la turbine a également été optimisé pour réduire les coûts d’installation et d’infrastructure.

En janvier, Alstom et EDF Energies Nouvelles (EDF-EN) ont annoncé qu’ils concourraient ensemble, avec cette turbine, dans le cadre de l’appel d’offres lancé récemment en France pour des projets de sites éoliens offshore d’une capacité de 3GW.

** ALSTOM PURE TORQUE™ : Seule la force de rotation (le couple) est transmise au générateur ; cela garantit un vide d’air suffisant entre le rotor et le stator et améliore la performance et la fiabilité de l’éolienne.

[ Crédit images : Alstom ]

Défaut: Le milliardaire T. Boone Pickens ‘Plan Wind Power’ est à court d’air ! (Eagle IV)

. Thanks: http://www.bluegrasspundit.com/ Après avoir perdu 2 milliards de dollars sur les éoliennes Général Electric, M. Pickens a renoncé à ses projets de parc éolien . Il cherche maintenant à vendre des turbines pour les Canadiens qui sont obligés de les acheter à cause de leurs lois. Malheureusement les forces du marché n’étaient pas favorables à M. Pickens, et en Décembre 2010, il a annoncé…

Source : Eagle IV

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EDF EN : mise en service de 46 MW d’éolien en Grèce (Enerzine)

EDF Energies Nouvelles a annoncé la mise en service en Grèce des parcs éoliens de Fokida 2, intervenue en septembre 2010, et de Fokida 3, chacun d’une capacité de 23 MW. Situés en Grèce centrale, à quelques kilomètres l’un de l’autre, ces deux parcs éoliens comptent chacun dix turbines, fournies par le fabricant allemand Enercon. Le parc de Fokida 2 est en service depuis septembre 2010. Les parcs…

Source : Enerzine

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Des unités SPIDAR pour mesurer précisément les vents

Pentalum Technologies a mis au point un dispositif à faible coût qui pourrait être d’une grande utilité pour les parcs éoliens.

Surnommé SPIDAR, cet appareil compact offrirait de nettes améliorations par rapport au LIDAR (Light Detection and Ranging ) et autres systèmes de détection et télémétrie par laser.

Le dispositif est basé sur l’utilisation de capteurs de vent, positionnés et contrôlés par une centrale informatique. Toutes les données provenant des différents capteurs à bord de l’appareil sont transmises à un centre opérationnel, où des ajustements peuvent être réalisés. Le dispositif est léger et facile à déployer sur le terrain. Une fois installé, il peut recevoir des mesures de vent jusqu’à 200 mètres au dessus du sol.

Les unités SPIDAR sont capables de mesurer les rafales de vents, une fraction de seconde avant qu’elles n’atteignent les aubes de la turbine, ce qui permet d’ajuster plus précisément la direction et la vitesse des turbines pour répondre aux turbulences des vents futurs. Les développeurs estiment que le système pourrait offrir des performances jusqu’à 15% de mieux que les ceux qui mesurent le vent juste derrière les lames.

Le SPIDAR constitue également une aide dans la prévision à long terme des capacités de production. “Une meilleure compréhension de la carte des vents dans la région permet de prévoir combien de puissance le parc produira demain ou la semaine prochaine“, explique Gil Shamaï, vice-président chez Pentalum.

La société espère lancer des tests grandeur nature du système SPIDAR au début de l’année 2011, aux États-Unis et plus tard en Europe. “Notre marché cible reste les États-Unis et l’Europe” a déclaré Shamaï, ajoutant que “les marchés étrangers restent intéressés par les caractéristiques du produit de par sa plus grande précision et son prix“.

Pentalum Technologies a levé 9 millions de dollars dans son premier tour de table auprès de Cedar Fonds et d’Evergreen Venture Partners. Dans son dernier tour de financement, il a reçu un investissement stratégique d’ABB (Asea Brown Boveri) un groupe helvético-suédois spécialisé dans les biens d’équipement et d’ingénierie.

La Corée du sud veut installer 500 éoliennes en mer

Mardi 2 novembre, la Corée du Sud a annoncé qu’elle allait construire un parc éolien offshore de 500 turbines (2.500 MW) au large de la côte ouest du territoire d’ici 2019, afin de développer davantage les énergies renouvelables.

“Des entreprises comme Hyundai Heavy Industries ou encore Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering sont parties prenantes pour intervenir dans le projet éolien d’une valeur de 5,8 milliards d’euros“, a déclaré dans un communiqué le ministère de l’économie et de la connaissance.

“Compte tenu de la rareté des terrains dans notre pays, les parcs éoliens offshores causent moins de dommages à l’environnement et provoquent moins de plaintes de la part des résidents, tout en étant une source d’énergie beaucoup plus prometteuse que leurs homologues terrestres” a t’il ajouté.

Le gouvernement coréen injectera 29 milliards de wons dans ce projet, tandis que les investisseurs privés financeront le reste.

L’Asie est la quatrième économie au monde à importer ses besoins en énergie de l’étranger. Elle entend réduire sa dépendance vis à vis des combustibles fossiles en diversifiant ses sources d’énergies.

Turbine V112-3.0 MW : 1ère commande européenne

La société allemande PROKON Group a commandé 17 éoliennes de la toute dernière génération du fabricant danois Vestas (V112-3.0 MW), soit la première commande de ce type en Europe.

Les 17 turbines éoliennes seront implantées sur le site de Mecklembourg, en Allemagne et leur livraison est prévue pour la fin de l’année 2011 et début 2012. Avec une capacité totale installée en éolien de 385,9 MW, PROKON reste l’un des plus grands opérateurs d’énergies éoliennes en Allemagne.

“A ce jour, 39 éoliennes Vestas ont été mises en service et réparties dans nos 32 parcs éoliens, ce qui représente au total 235 turbines éoliennes,” a précisé dans un communiqué Carsten Rodbertus, la personne en charge des partenariats chez PROKON. “Pour le site de Krackow, avec ses 7,1 m/s de vitesse du vent, le modèle V112-3.0 MW demeure le bon choix, car il permet d’optimiser les conditions de vent.”

L’éolienne V112-3.0 MW offre un autre profil à la pale, une conception nouvelle à la nacelle, un système de refroidissement assurant un fonctionnement optimisé, tandis que la nouvelle technologie GridStreamer fourni “une production d’énergie stable conforme aux exigences des différents réseaux énergétiques mondiaux“.

Au 30 Juin 2010, Vestas indique avoir délivré 5.819 turbines en Allemagne, soit une capacité totale en éolien de 7,284.13 MW.

Le plus grand parc éolien offshore au monde est achevé

Vattenfall annonce avoir terminé la parc éolien offshore du Thanet situé au large des côtes anglaises du Kent (Sud-Est), actuellement considéré comme la plus grande installation offshore au monde .

Avec ses 100 éoliennes, le parc éolien offshore du Thanet possède une capacité installée totale de 300 MW, ce qui correspond aux besoins annuels en électricité de plus de 200.000 ménages.

L’installation du Thanet qui aura coûté la bagatelle de 750 millions de livres (soit 895 millions d’euros), est actuellement en phase de test final par l’opérateur suédois Vattenfall.

Les éoliennes sont situées à des profondeurs d’eau comprises entre 20 et 25 mètres et couvrent une superficie de 35 km2. Chaque turbine culmine à 115 mètres de hauteur avec un socle minimal de 22 mètres au dessus du niveau de la mer. La distance entre les éoliennes est d’environ 500 mètres le long des lignes et de 800 mètres entre les rangées. La turbine la plus proche est située à 12 kms au nord-est de Foreness Point.

Il s’agit actuellement de la plus grande réalisation éolienne offshore au monde jusqu’à ce qu’un projet encore plus important, basé à Londres cette fois-ci, ne vienne le détrôner. En effet, le projet London Array d’une capacité de 1 000 MW (340 éoliennes) sera la prochaine étape.

Selon Vattenfall, “le parc éolien offshore du Thanet constitue un très gros investissement en énergie éolienne pour la société”. Son président et PDG, Øystein Loseth, effectuera l’inauguration officielle du site, le 23 septembre prochain en compagnie entre autres, du secrétaire d’État britannique à l’énergie et aux changements climatiques, Chris Huhne.

Pour finir, sachez que le 6 septembre dernier, le “National Grid” a révélé que 10% de l’électricité au Royaume-Uni provenait de parcs éoliens disséminés à travers les différents territoires britanniques.