Wind turbines: How the tech keeps turning in freezing conditions.

Milos Schmidt

Les éoliennes se brisent-elles lors des coups de froid ? Voici comment la technologie continue de fonctionner par temps glacial

Du Texas à la Suède, la désinformation sur les parcs éoliens a tendance à circuler à mesure que le mercure baisse. Voici ce que vous devez savoir.

L’énergie éolienne est en train de devenir rapidement l’épine dorsale des réseaux électriques en Europe, répondant à près d’un cinquième des besoins énergétiques de la région.

Ce chiffre est nettement plus élevé dans un certain nombre de pays du Nord : 55 pour cent au Danemark, par exemple, et 34 pour cent en Irlande. On compte un peu moins de 3 000 éoliennes dans les eaux glacées de la mer du Nord, et même quelques-unes en Antarctique.

Les éoliennes peuvent donc clairement résister aux climats froids. Mais, comme pour les autres énergies renouvelables, les sceptiques de l’énergie verte aiment les critiquer.

Un récent article de blog viral affirmait qu’une vague de froid en Suède au début du mois avait entraîné une « perte massive de production d’électricité » des parcs éoliens, suggérant qu’ils s’en sortiraient mieux « si nous avions un certain réchauffement climatique ».

Cela peut être difficile à accepter en toute bonne foi, mais y a-t-il une part de vérité dans les histoires de vent et d’hiver ?

Les éoliennes gèlent-elles par temps froid ?

Les éoliennes sont conçues pour résister à des températures glaciales allant jusqu’à environ -30 degrés Celsius.

De la glace peut se former sur les aubes de turbine dans certaines conditions ; non seulement lorsque la neige ou la pluie verglaçante tombe, mais également pendant les périodes de refroidissement éolien élevé ou d’humidité élevée lorsque le brouillard descend.

Ce givrage est préoccupant car il peut affecter l’aérodynamisme des pales (rendant essentiellement la surface plus rugueuse), réduisant ainsi leur efficacité et provoquant potentiellement des problèmes de déséquilibre. Les éoliennes devront peut-être arrêter de tourner pour éviter ces problèmes, explique WindEurope, l’association régionale de l’énergie éolienne.

Les turbines peuvent également être arrêtées pour des raisons de sécurité, afin d’éviter que de la glace ne soit projetée par les pales. « Le plus grand risque de chute de glace est si l’éolienne est gelée et que la température augmente alors ou si le soleil se lève et réchauffe certaines parties de l’éolienne », explique Svensk Vindenergi, l’association suédoise de l’énergie éolienne.

SWEA a calculé une distance de sécurité raisonnable par temps froid (la hauteur de la tour plus le diamètre de la turbine) et affirme n’avoir connaissance d’aucune personne blessée par une chute de glace.

Comment les éoliennes font-elles face aux températures glaciales ?

Même si la glace peut causer des maux de tête aux exploitants de parcs éoliens, l’industrie a mis au point de nombreuses solutions pour empêcher sa formation ou pour la faire fondre.

Les éoliennes modernes sont équipées de technologies de dégivrage déployées depuis les salles de contrôle des parcs éoliens. Ceux-ci incluent des systèmes de chauffage à l’intérieur des pales comme la circulation d’air chaud, des dispositifs ou fluides de dégivrage mécanique et des systèmes de vibration des pales.

Une entreprise suédoise, Skellefteå Kraft, a été la première à recouvrir les pales d’une fine couche de fibre de carbone qui est chauffée lorsque la glace menace.

Nordex, un autre fabricant basé en Allemagne, propose des « packages pour climat froid » qui, selon lui, peuvent réduire les pertes d’énergie jusqu’à 80 % dans des conditions de givrage.

Écrivant pour le site d’information scientifique The Conversation, le professeur d’ingénierie aérospatiale Hui Hu souligne que la plupart des stratégies visant à empêcher la glace des pales d’éoliennes proviennent de l’aviation.

Mais à mesure que l’industrie éolienne se développe, de plus en plus d’investissements sont consacrés à l’optimisation de ces vertèbres de la transition énergétique.

« Si (de la glace) persiste, les usines sont normalement arrêtées et une société de services se rend sur place pour effectuer le dégivrage », explique SWEA. Dans ces rares situations, des hélicoptères peuvent être envoyés pour dégivrer les turbines.

Désinformation sur l’énergie éolienne en hiver

En février 2021, l’État américain du Texas a subi une vague de froid record, entraînant des pannes de courant.

Certaines turbines ont gelé au plus fort du froid, entraînant une perte de capacité de 16 GW dans l’énergie éolienne et d’autres énergies renouvelables, selon le principal fournisseur d’énergie de l’État, l’Electricity Reliability Council of Texas (ERCOT).

Bien que les critiques de l’énergie verte se soient empressés de blâmer les parcs éoliens pour cette situation désespérée, les chiffres d’ERCOT ont montré un déficit bien plus important (30 GW) dû à la défaillance des sources de gaz fossile, de charbon et de nucléaire.

Et les problèmes des éoliennes étaient en grande partie dus au fait qu’elles n’avaient pas été conçues pour des conditions aussi froides.

« Le principal problème avec les éoliennes au Texas est qu’un temps aussi froid extrême n’était pas prévu sur la base des enregistrements météorologiques historiques, et par conséquent les développeurs n’ont pas météorisé les éoliennes », explique Michael Howland, professeur de génie civil et environnemental à l’Université de Texas. Université MIT.

« Il est honteux de voir les adversaires de longue date de l’énergie propre – qui l’attaquent qu’il pleuve, qu’il neige ou que le soleil brille – se lancer dans une mascarade politiquement opportuniste induisant les Américains en erreur pour promouvoir un programme qui n’a rien à voir avec la restauration. l’électricité aux communautés du Texas », a déclaré à l’époque Heather Zichal, PDG d’American Clean Power.

« Il s’agit d’un problème climatique extrême, pas d’un problème d’énergie propre. Au contraire, cela montre pourquoi nous devons investir dans la création de davantage de sources d’énergie renouvelables avec un meilleur transport et un meilleur stockage pour remplacer les systèmes obsolètes.

De nombreuses informations erronées sur les éoliennes du Texas ont été partagées avec l’image d’un hélicoptère volant pour les sauver.

Mais les vérificateurs ont prouvé que la photo montre en réalité un avion d’Alpine Helicopters utilisant de l’eau chaude pour éliminer la glace d’une turbine en Suède en 2014.

Le PDG de l’entreprise a déclaré que cette solution aéroportée est « une meilleure option que de ne rien faire du tout », car remettre rapidement en marche une puissante éolienne permet de réduire les émissions de carbone provenant des combustibles fossiles – ce pour quoi les éoliennes sont les meilleures.

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