wind turbines technology

Différentes façons d’exploiter l’énergie du vent

Les éoliennes sont un excellent moyen de produire une énergie propre et renouvelable. Elles exploitent l’énergie du vent et la convertissent en électricité. Les pales du rotor sont actionnées par le vent, entraînant une turbine qui produit de l’énergie. Plus il y a de vent, plus on produit d’électricité.

La technologie éolienne évolue constamment, ce qui donne lieu à des solutions innovantes qui diffèrent des éoliennes les plus courantes. Ces dérnières ont généralement deux ou trois pales longues et fines qui ressemblent à des hélices d’avion. Cependant, il existe d’autres modèles moins connus qui valent la peine d’être investis.

Selon le site Web Clean Energy Ideas, certains des plus grands modèles sont capables de générer jusqu’à 12 MW d’électricité. Chaque éolienne peut fournir de l’énergie à environ 16 000 familles chaque année. Quelle quantité d’énergie les autres types d’éoliennes peuvent-elles produire ? Lisez la suite pour en savoir plus.

Les plus grandes éoliennes du monde

Les grandes éoliennes sont utilisées par les services publics pour produire de l’énergie renouvelable. Elles sont situées sur la côte ou au large, où les vents sont généralement plus forts. Le poids des pales, la hauteur et la solidité de l’éolienne dépendent d’un certain nombre de facteurs.

MingYang Smart Energy

Selon l’agence gouvernementale américaine Energy Efficiency & Renewable Energy (EERE), les éloliennes plus hautes peuvent créer plus d’énergie, et depuis les années 2000, leur taille a considérablement augmenté. Actuellement, la plus haute éolienne est un modèle de la société chinoise MingYang Smart Energy. Ce modèle est nettement plus grand que l’énorme turbine Haliade-X de GE (décrite ci-dessous). Le MySE 16.0-242 est un monstre de 16 mégawatts et de 242 mètres de haut qui a une durée de vie de 25 ans et peut alimenter 20 000 foyers.

Haliade-X

Haliade-X est l’une des plus grandes éoliennes du monde, produisant 67 GWh d’énergie par an, soit suffisamment pour alimenter environ 16 000 foyers. Selon GE, un parc éolien de 750 MW alimenté par Haliade-X pourrait fournir de l’électricité à 1 million de foyers.

Avec une certification impartiale de 12 à 13,6 MW, l’Haliade-X est la seule éolienne offshore d’une puissance nominale supérieure à 12 MW à être en service depuis plus de deux ans, notamment sur son site prototype de Rotterdam. GE a donc pu acquérir une grande expérience pratique en utilisant l’éolienne dans différentes conditions et à différents niveaux de puissance.

Comment l’éolienne Haliade a-t-elle été conçue ? En 2021, GE a annoncé un partenariat de recherche pour développer la plus grande imprimante 3D au monde pour des applications d’énergie éolienne offshore. Il s’agissait de simplifier la production de pièces clés pour l’éolienne Haliade-X de GE. Cela permet également d’améliorer l’empreinte carbone de l’éolienne, car il n’est plus nécessaire de transporter des composants encombrants depuis leurs lieux de fabrication respectifs.

Éolienne Vestas

La société Vestas Wind Systems prévoit de battre le record de MingYang Smart Energy avec une éolienne offshore d’une surface couverte de plus de 43,000 m², d’une puissance de 15 mégawatts et d’une hauteur de plus de 260 mètres. Le prototype V236-15.0 MW devrait être installé en 2022 et la production est prévue pour 2024.

5 différents types d’éoliennes

Outre ces éoliennes très hautes, il existe d’autres types d’éoliennes qui récoltent de l’énergie de manière légèrement différente de celles mentionnées ci-dessus.

1. L’énergie éolienne sans pales

Dans notre article sur le top 10 des technologies énergétiques innovantes et durables, nous avons parlé des éoliennes sans pales et présenté le nouveau design de la société espagnole Vortex Bladeless. Les éoliennes de 3 mètres de haut sont solidement ancrées dans le sol – seule la partie supérieure peut être soumise à un léger mouvement de balancier autour d’un axe vertical sous l’effet du vent. L’énergie vibratoire est alors utilisée pour produire de l’électricité. En raison de leur faible hauteur, ces éoliennes peuvent être installées dans des zones urbaines ou résidentielles où il n’y a normalement pas de place pour un parc éolien conventionnel.

2. Éoliennes à axe vertical

Les éoliennes à axe vertical n’ont pas besoin d’être directement exposées au vent pour produire de l’électricité et sont moins sensibles aux rafales et aux vents forts. Elles sont également plus faciles à entretenir, car le générateur et le multiplicateur se trouvent au niveau du sol et les éoliennes peuvent être placées plus près les unes des autres en raison de leur largeur réduite.

Un exemple d'éoliennes à axe vertical sur un fond de ciel bleu et de nuages.

Les pales sont en fibre de verre et de carbone et peuvent tourner à une vitesse maximale de 200 tours par minute. Il existe également différents types d’éoliennes à axe vertical, comme l’éolienne silencieuse «Eddy». Selon le magazine Elektor, la vitesse initiale de l’éolienne Eddy est de 3,5 mètres par seconde et sa puissance nominale est de 600 watts. L’éolienne vise une durée de vie de 20 ans et a une vitesse de vent maximale sûre de plus de 55 m/s (120 mph).

3. Éolienne aéroportée

La société Makani a développé une méthode pour récolter l’énergie éolienne à l’aide de cerfs-volants. À une hauteur de plus de 300 mètres, l’éolienne aéroportée Makani (AWT) peut atteindre des vents plus forts et plus fiables, ce qui lui permet de produire davantage d’électricité.

L’énergie éolienne pourrait alimenter 100 fois le monde en électricité, mais seulement 5 % de la production mondiale d’électricité provient de cette source.

– Makani, Harnessing wind energy with kites to create renewable electricity

4. Éoliennes offshore pour la culture d’algues

L’industrie maritime, comme de nombreux autres secteurs, s’oriente vers des solutions plus durables, notamment des sources d’énergie plus écologiques. Par exemple, les actionnaires du parc éolien Norther en Belgique ont l’intention d’utiliser les éoliennes offshore pour l’hydroponie, une culture en mer qui permet de faire pousser des plantes sans terre. Ils prévoient d’automatiser la culture et la récolte des algues tout en créant une technologie pouvant être appliquée à d’autres parcs éoliens.

Des algues en Grèce, Athènes.

Développé par une équipe belgo-néerlandaise, le projet “Wier and Wind” vise à créer un système automatisé de production d’algues à grande échelle. Selon Power Technology, l’idée est de faire pousser des algues à grande échelle d’ici trois ans. Le projet sera le premier à couvrir jusqu’à 20 000 m² (4,9 hectares) dans des eaux moins protégées.

5. Éoliennes en tissu

Les éoliennes modernes sont construites à partir d’une variété de matériaux. Sur certains, un tissu technique spécial a été utilisé pour alléger les pales de la turbine, ce qui augmente la production d’électricité.

La technologie a été développée grâce au partenariat d’Enel Green Power avec la start-up écossaise ACT Blade, une société spécialisée dans la création d’éoliennes de pointe recouvertes d’un tissu technique unique. Certains des matériaux sont dérivés de structures composites conventionnelles utilisées dans l’industrie éolienne, et les pales sont recouvertes d’un tissu semblable à une toile de voile.

L’accent est également mis sur la résine thermoplastique à faible coût afin que les pales d’éoliennes puissent être recyclées en raison de l’émergence de nouveaux matériaux. La plus grande pale d’éolienne thermoplastique du monde a été fabriquée en Espagne, avec un prototype utilisant des pales 100% recyclables.

Outre les différents matériaux, la fabrication innovante rend les nouvelles éoliennes plus efficaces et durables. L’accent est désormais mis sur l’impression 3D, la fabrication et l’aérospatiale en tant que technologies habilitantes. 

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