Après avoir inauguré le plus grand parc éolien offshore du monde en mer du Nord en mai 2017, les Pays-Bas se lancent dans un nouveau chantier énergétique de grande ampleur. Le pays souhaite encore développer le potentiel des énergies renouvelables en mer du Nord, et pour cela il compte déployer des panneaux solaires. Cette future ferme solaire flottante de très grande ampleur viendra compléter la production éolienne déjà en place.
La mer du Nord, eldorado énergétique
Avec une superficie totale de seulement 41 500 km2, et un quart de son territoire situé en-dessous du niveau de la mer, les Pays-Bas ont toujours eu besoin d’espace pour se développer. Et à l’heure de mettre en place de nouvelles sources de production d’énergie, c’est tout naturellement que le pays a fait le choix de se tourner vers la mer du Nord. En mai 2017, les Pays-Bas ont déjà utilisé l’espace maritime pour implanter son parc éolien offshore Gemini, composé de 150 turbines. Un projet ambitieux qui a permis de couvrir, à lui seul, environ 13% de la consommation en énergies renouvelables du pays. Cette ferme éolienne est située à environ 85 km de la côte nord du pays, et elle va encore se développer en 2018 avec le nouveau projet de ferme solaire flottante.
Une ferme solaire flottante et un parc éolien en synergie
Développer une ferme solaire demande beaucoup de place, une ressource dont les Pays-Bas ne disposent pas en grande quantité. Mais en plus de la zone dévolue à la production d’énergie, il faut également anticiper le raccordement au réseau électrique pour desservir les foyers. En prenant en compte ces deux critères essentiels, les autorités des Pays-Bas ont décidé de coupler le nouveau projet de ferme solaire flottante au parc éolien offshore Gemini. L’idée de faire fonctionner ces deux sources en synergie permettra de brancher les panneaux photovoltaïques sur le réseau électrique déjà existant.
Dans le détail, le projet de ferme solaire flottante en mer du Nord, mené par Oceans of Energy, doit permettre la mise en place de 2 500 m2 de panneaux solaires en mer du Nord. Le déploiement des panneaux solaires se fera au coeur même du parc éolien : les éoliennes serviront à amarrer les cadres de fixation des panneaux solaires ; c’est aussi grâce à elles que les câbles de transport d’énergie seront raccordés. Le fait de venir s’arrimer à une structure existante offre l’avantage de la sécurité et de l’économie : le projet aura déjà une première structure pour venir se greffer dessus. Les Pays-Bas espèrent que cette nouvelle ferme solaire flottante sera opérationnelle pour 2021, mais avant d’envisager un déploiement à grande échelle, Oceans of Energy veut déjà commencer avec un test.
La ferme solaire flottante : beaucoup de contraintes
Ces dernières années, le développement de la technologie photovoltaïque a permis d’envisager de nouveaux horizons pour l’énergie solaire. Désormais, les entreprises sont capables de construire et d’installer des fermes solaires flottantes. C’est notamment le cas en Chine, où une ferme solaire flottante a été déployée sur un lac artificiel. Les 160.000 panneaux solaires installés ont pu être facilement raccordés, et ils produisent près de 40 MW d’énergie. Toutefois, si les fermes solaires flottantes peuvent facilement être déployées sur de l’eau douce, les contraintes en mer sont différentes et plus nombreuses. Outre la salinité de l’eau qui peut porter atteinte aux cellules photovoltaïques, les marées peuvent aussi être problématiques pour l’intégrité d’une ferme solaire flottante.
C’est à cause de ces contraintes propres à un déploiement en pleine mer que Oceans of Energy a décidé de se lancer dans une phase de test avant de déployer la ferme solaire flottante. Ce projet pilote, dont les travaux viennent tout juste de commencer, devrait être opérationnel dès l’été 2018. Pour un montant de 1,2 million d’euros, il permettra de déployer 30 m2 de panneaux photovoltaïques à 15 km de la côte de La Haye. Cette micro-ferme solaire servira de cobaye aux chercheurs néerlandais pour observer l’impact de l’eau de mer sur les panneaux solaires. Les chercheurs procèderont notamment à une vérification de leur rendement énergétique, même lorsque les panneaux seront partiellement ou totalement recouverts par la mer.
Malgré ces contraintes liées au milieu marin, le projet d’une ferme solaire flottante présente tout de même deux avantages en ce qui concerne la production d’énergie. Le premier est que l’ensoleillement est toujours plus important au large que sur terre, ce qui devrait donc permettre aux panneaux solaires d’atteindre un rendement important. Second avantage : l’eau de mer, dont la température est très peu élevée, servira de système de refroidissement naturel pour les panneaux solaires.
Rédigé par : La Rédaction
COMMENTAIRES
Les éoliennes flottantes peuvent intégrer leur propres capacités de stockage :
Les supports flottants d’éoliennes offshore sont de plus en plus intéressants pour le stockage sous forme d’air comprimé (CAES compressed air energy storage)
Les fondations flottantes telles que celles de Statoil Hywind nécessitent un volume de flottabilité important pour la stabilité hydrodynamique et cela offre une opportunité évidente de stocker de l’énergie sous forme d’air comprimé à bas coût et rendement élevé.
La performance d’un système CAES de 10 bars basé sur une colonne de flottabilité suffisamment grande pour supporter une éolienne de 6 MW dans une profondeur d’eau de 80m a été analysée. Un tel système ayant un volume de flottabilité d’environ 15 000 m3 contiendrait un total de 9 MWh d’énergie stockée.
La puissance moyenne en mode de récupération d’énergie est alors d’environ 3 MW, soit environ 50% de plus que la puissance moyenne actuellement disponible pour une turbine de 6 MW.
Le système est entièrement flexible et les puissances calculées sont basées sur un choix arbitraire d’une pression de 10 bars. Si plus de puissance est requise, la pression de stockage peut être augmentée, ou le diamètre de la colonne peut être augmenté pour donner plus de volume de stockage; si moins de puissance est souhaitée, la pression de stockage peut être réduite.
https://www.windpowermonthly.com/article/1456039/compressed-air-energy-storage-offshore-turbines
.
Intéressant, à voir néanmoins le rendement de ce stockage (difficile de rendre adiabatique un volume de 15000m3 immergé dans une eau à quelques degrés).
Par ailleurs, un tel stockage est capable, d’après vos chiffres, de conserver de l’ordre d’une heure et demi de la puissance max. Ça permet donc d’étaler un peu la production, mais guère plus.
Pour mémoire, les éoliennes offshore peuvent capter plus de 5 fois plus d’énergie que les éoliennes terrestres (onshore) et sont plus productives en hiver (çà nous arrange !)
Potentiel considérable de l’Atlantique Nord en particulier (çà tombe bien aussi pour les européens notamment !) :
A titre indicatif : elles peuvent fournir (toujours dans l’Atlantique Nord et en hiver) suffisamment d’énergie pour répondre à tous les besoins actuels de la civilisation sur une surface comme l’Inde (3,2 millions de km2) ou l’Argentine (2,77 millions de km2)
https://carnegiescience.edu/news/huge-energy-potential-open-ocean-wind-farms-north-atlantic
.
L’éolien offshore présente en effet plein d’avantages : Meilleur productible, peu de voisins pour se plaindre…
Mais son principal défaut est son coût : Tout se fait par bateau, ça coûte donc cher.
L’éolien flottant permettrait de résoudre partiellement ce problème, mais il reste des problèmes techniques à régler (vieillissement, stabilité). A étudier calmement.
On emploie de plus en plus de drones et commencent à apparaître des systèmes robotisés qui vont diminuer une part importante des coûts.
L’offshore est connu depuis longtemps (plateformes pétrolières/gazières etc) et les tests de stabilité pour l’éolien flottant entrepris depuis plusieurs années ont été résolus avec succès. En conséquence en plus des éoliennes flottantes déjà installées, plusieurs autres marques vont s’installer très prochainement.
Ce qui est intéressant (en plus de l’arrivée de la supraconductivité dans l’éolien), c’est le développement de la catégorie des AWES (airborne wind energy systems) qui utilisent 90% de matières premières en moins et produisent 2 fois plus d’énergie pour la même surface de parc à une hauteur de vol de 450 m par exemple (non gênante pour l’aviation) et pour un prix
inférieur.
Les britanniques ont fait un récapitulatif très succinct de quelques évolutions en cours mais il y a beaucoup de progrès notamment dans la durabilité des matériaux et corrosions en mer qui est un aspect qui posait problème, pas seulement pour l’éolien et qui a assez récemment beaucoup évolué grâce aux retombées de ce secteur.
https://ore.catapult.org.uk/press-releases/motherships-robots-40-rotor-turbines-offshore-wind-look-2050/
.
Et il faut espérer que les anti-éoliens seront convaincus par les AWES comme celui de Kps Energy notamment !
http://www.kps.energy/
.
GE Renewable Energy a dévoilé son plan pour développer la plus grande et la plus puissante éolienne offshore: la Haliade-X. Doté d’une génératrice à entraînement direct de 12 MW et d’un facteur de capacité brute de pointe de 63%, l’Haliade-X produira 45% d’énergie de plus que toute autre turbine offshore disponible aujourd’hui.
Dominant 260 mètres au-dessus de la mer, soit plus de cinq fois la taille de l’Arc de Triomphe à Paris, la Haliade-X 12 MW est équipée d’un rotor de 220 mètres. Conçues et fabriquées par LM Wind Power, les lames de 107 mètres de long seront les plus longues au large et seront plus longues que la taille d’un terrain de football.
Une turbine Haliade-X de 12 MW produira jusqu’à 67 GWh par an – suffisamment d’énergie propre pour jusqu’à 16 000 foyers par turbine, et jusqu’à 1 million de foyers européens dans une configuration de parc éolien de 750 MW.
«L’industrie des énergies renouvelables a mis plus de 20 ans à installer les premiers 17 GW de vent offshore», a déclaré Jérôme Pécresse, président et chef de la direction de GE Renewable Energy. “Aujourd’hui, l’industrie prévoit installer plus de 90 GW au cours des 12 prochaines années. Ceci est motivé par la réduction du coût de l’électricité renouvelable et de la technologie. L’Haliade-X montre l’engagement de GE dans le secteur de l’éolien offshore et établira une nouvelle référence pour le coût de l’électricité, entraînant ainsi une plus grande croissance offshore. ”
GE Renewable Energy a pour objectif de fournir sa première nacelle à des fins de démonstration en 2019 et d’expédier les premières unités en 2021.
https://www.ge.com/reports/making-waves-ge-unveils-plans-build-offshore-wind-turbine-size-skyscraper-worlds-powerful/
.
La supraconductivité permet de réduire le poids de la turbine de 40% et de s’affranchir des coûteux aimants grands consommateurs de matières premières, telles les terres rares.
On peut faire du repowering et faire passer une éolienne par exemple de 5 MW à 10 GW
https://www.energiesdelamer.eu/publications/105-eolien/3679-le-retour-de-jeumont-electric-dans-l-eolien-se-concretise
.
Elium la résine Arkerma qui permet le recyclage total des pales éoliennes, entre autres composites et de les réutiliser
https://www.arkema.com/fr/produits/product-finder/detail-de-gamme/Resines-Elium/
.
Il est plus facile, “techniquement et économiquement”, d’enlever la totalité des fondations des turbines que de les araser, comme le préconise la législation.
C’est l’un des arguments favoris des anti-éolien qui prend l’eau: l’éternité des fondations. Il est de bon ton de s’insurger contre les aérogénérateurs au motif, entre autres, que leurs fondations en béton resteraient en place…
http://www.journaldelenvironnement.net/article/eolien-les-fondations-ne-sont-plus-eternelles,90694
.
Passionnant ce petit stockage à air comprimé éolien.
En le développant un peu, pas trop, car le stockage terrestre sera nettement moins problématique, peut rendre l’éolien maritime encore plus acceptable.
Quand on sait que le stockage EST le 1er souci de la production électrique des renouvelables actuelles pour maintenir sans changement nos usages actuels.
les pétroliers devraient être en 1ère ligne pour ce développement éolien maritime, sauf que,
sauf que se faire concurrence est insupportable. Il faut du temps que les mentalités et les preuves de rendement financier s’établissent. alors il faut un peu attendre, et subir le capitalisme et son opportunisme et imprévoyance perpétuel/le/s.