L'éolien à l'étranger. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Les centrales éoliennes (WPP) ont maintenant atteint le niveau de maturité commerciale et, dans les endroits où la vitesse annuelle moyenne du vent est supérieure à 5 m/s, rivalisent avec succès avec les sources d'électricité traditionnelles.

Fig.2.2.1. Parc éolien en Californie, États-Unis.

La conversion de l'énergie éolienne en énergie mécanique, électrique ou thermique est réalisée dans des éoliennes avec une disposition horizontale ou verticale de l'arbre de l'éolienne. Les éoliennes les plus utilisées avec un axe horizontal du rotor, fonctionnant sur le principe d'un moulin à vent. Les turbines à axe horizontal et à coefficient de vitesse élevé ont la valeur la plus élevée du coefficient d'utilisation de l'énergie éolienne (0,46-0,48). Les éoliennes à axe vertical sont moins efficaces (0,45) mais ont l'avantage de ne pas avoir à être calées sur la direction du vent. Le tableau 2.2.1 présente des données sur la part de marché de différents types d'éoliennes dans les anciens Länder allemands.

Tableau. 2.2.1

Les éoliennes d'une puissance unitaire de 100 à 500 kW sont aujourd'hui les plus répandues parmi les installations de réseau. Le coût spécifique des éoliennes d'une capacité de 500 kW est aujourd'hui d'environ 1200 $/kW et tend à diminuer. Le tableau 2.2.2 montre la structure de puissance des éoliennes dans les anciens états de l'Allemagne.

Tableau. 2.2.2

Des éoliennes de la classe des mégawatts ont été construites dans un certain nombre de pays (Figure 2.2.1) et sont actuellement au stade de la recherche expérimentale ou de l'exploitation expérimentale.

Figure 2.2.2. Turbines expérimentales de classe mégawatt

Dans de nombreux pays développés, il existe des programmes d'État pour le développement des sources d'énergie renouvelables, y compris l'énergie éolienne. Grâce à ces programmes, des tâches scientifiques, techniques, énergétiques, environnementales, sociales et éducatives sont résolues. Les porteurs de projets d'énergies renouvelables en Europe sont des centres de recherche (Riso, SERI (actuellement NREL), Sandia, ECN, TNO, NLR, FFA, D(FV)LR, CIEMAT, etc.), des universités et des entreprises intéressées.

En 1994, à Madrid, lors de la conférence "Schéma directeur pour le développement des sources d'énergie renouvelables en Europe", une déclaration a été adoptée par les pays de l'Union européenne. La "Déclaration de Madrid" fixe des objectifs pour atteindre un niveau de 15% d'énergies renouvelables dans la consommation totale d'énergie des pays de l'Union européenne d'ici 2010. En 1994, la capacité installée de panneaux solaires, de mini centrales hydroélectriques et d'éoliennes dans le pays de l'Union européenne était de 5.3 GW , d'ici 2010, il est prévu d'installer des équipements d'une capacité installée de 55 GW.

Les objectifs fixés sont atteints en résolvant les problèmes dans le domaine de la politique, de la législation fiscale préférentielle, du soutien financier de l'État par le biais de programmes scientifiques et techniques, des prêts préférentiels, de la création d'un réseau d'information, d'un système éducatif, de stages, de la promotion des hautes technologies, de la création d'emplois dans les industries et préparer l'opinion publique.

Sur la fig. 2.2.3 présente deux scénarios d'utilisation des sources d'énergie renouvelables en Europe.

Pourcentage de l'approvisionnement énergétique mondial

Ans
Fig.2.2.3. Deux scénarios de développement énergétique jusqu'en 2020 dans les pays européens : • • • ____ Politique actuelle ; ------ Politique orientée vers l'environnement ; * Sources traditionnelles : combustibles fossiles et grande hydroélectricité ; ** Nouvelles sources : biomasse, solaire, éolien, géothermique, petite hydraulique

Des conditions favorables au développement du secteur de l'énergie permettront d'augmenter la consommation d'énergie électrique de 2020% d'ici 30

y compris au détriment des énergies renouvelables de 15%. Tableau 2.2.3. les ratios de production d'électricité par diverses sources d'énergie renouvelables dans les pays européens sont donnés selon des prévisions optimistes et pessimistes jusqu'en 2020. La prévision est basée sur une analyse des taux de croissance de la capacité installée de divers types de sources d'énergie renouvelables dans les pays de l'Union européenne. La part de l'éolien sera de 15% selon une estimation pessimiste, 16% selon une estimation optimiste.

Tableau. 2.2.3

En 1994, la capacité installée des parcs éoliens dans le monde était de 3200 MW, dont 1400 MW en Europe. Le tableau 2.2.4 présente des données sur la capacité totale installée des parcs éoliens par pays.

Tableau. 2.2.4

Annuellement en Europe, la capacité installée des éoliennes est de 200 MW. Dans des conditions favorables, l'augmentation de la capacité installée peut être de 800 MW. Les programmes les plus efficaces pour augmenter la capacité installée des parcs éoliens sont les programmes des pays d'Europe, de la Chine, de l'Inde, des États-Unis et du Canada.

Le chiffre d'affaires annuel dû aux ventes d'éoliennes dans les pays européens est de 400 millions d'écus. Plus de 10 plus grandes banques européennes investissent dans le secteur de l'énergie éolienne. Plus de 20 grands investisseurs privés européens financent l'énergie éolienne. Le coût de l'énergie éolienne dépend principalement des 6 paramètres suivants :

• investissements dans la production d'une éolienne (exprimés sous la forme d'un rapport $ / m² - le prix d'un mètre carré de la surface balayée du rotor de l'éolienne);
• efficacité du système;
• vitesse moyenne du vent ;
• disponibilité;
• ressource technique.

Tableau. 2.2.5

Au cours des trois dernières décennies, la technologie de l'énergie éolienne s'est concentrée sur la création d'éoliennes en réseau WECS. Des progrès significatifs ont été réalisés dans ce sens. Plusieurs milliers d'installations WECS modernes se sont avérées pleinement compétitives avec les sources d'énergie conventionnelles. Les réseaux électriques existants assurent le transport de l'électricité produite par les parcs éoliens vers différentes régions.

Ces dernières années, les technologies d'utilisation de l'énergie éolienne dans les réseaux isolés ont été intensivement développées. Dans les réseaux de transport isolés, le coût inévitable par unité d'énergie produite est plusieurs fois plus élevé que dans les réseaux de transport centralisés. Les centrales de production d'électricité sont généralement basées sur de petits moteurs à combustion interne utilisant des carburants coûteux, où le coût du transport du carburant à lui seul augmente souvent le coût par unité d'énergie produite par des dizaines de fois le coût de l'énergie dans les meilleurs réseaux de transmission centraux.

Dans les petits réseaux de transmission, les installations d'alimentation électrique sont beaucoup plus flexibles : un ensemble moderne de générateurs diesel peut être démarré, synchronisé et connecté à un réseau isolé en moins de deux secondes. La conversion de l'énergie éolienne est une source d'énergie renouvelable alternative pour remplacer le carburant coûteux. De nouvelles études de faisabilité pour des projets utilisant des éoliennes en conjonction avec des générateurs diesel dans des réseaux isolés montrent que le potentiel global des systèmes WECS indépendants est encore plus élevé que pour les systèmes WECS connectés aux réseaux électriques conventionnels. Le tableau 2.2.6 montre les paramètres des systèmes éolien-diesel existants. Ces systèmes ont été construits en 1985-1990. Leur fonctionnement a révélé la nécessité d'améliorer les systèmes, de créer un contrôle automatisé.

Tableau. 2.2.6

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