Technologies et applications

Le rendement des parcs éoliens dépend essentiellement de la vitesse du vent. Étant donné que le vent souffle de plus en plus fort et régulièrement à mesure que l’on s’éloigne de la surface de la terre, les installations éoliennes sont construites sur des tours les plus élevées possibles. Les limitations des hauteurs d’installation en vigueur dans certaines régions sont susceptibles d’empêcher une pleine exploitation du potentiel d’efficacité. En Allemagne, par exemple, une limitation de la hauteur d’installation à 100 m est en vigueur dans certains Länder. Les grandes installations d’énergie éolienne posent des exigences particulières aux matériaux.

Les constructeurs et producteurs allemands prennent une position de pointe au niveau mondial pour l’exécution et l’amélioration de concepts de mise à profit de l’énergie éolienne. La facilité de maintenance et l’emploi de matériaux éprouvés de qualité supérieure, permettant une utilisation élevée de la capacité des installations, jouent ici un rôle primordial. Les constructeurs allemands ont développé deux concepts différents afin de convertir l’énergie éolienne en électricité de façon efficace : les générateurs avec et sans engrenage. Les installations allemandes les plus performantes actuellement ont une puissance nominale de 6 à 7 mégawatts (MW). La plus grande installation de fabrication allemande dispose d’une puissance nominale de 7,5 MW.

La plus grande partie des installations éoliennes érigées dans le monde est actuellement installée sur le sol ferme. À l’avenir également, la majeure partie des installations, dans le monde entier et en Europe, seront érigées sur les continents. L’installation de parcs éolien offshore (Offshore Wind Parks (OWP)) gagnera toutefois en importance au cours des années à venir. De nombreuses expériences ont été recueillies dans des projets offshore au sein de plus de 30 parcs éoliens offshore réalisés sur les côtes de la Grande-Bretagne, du Danemark, de la Suède, de l’Irlande, des Pays-Bas et de l’Allemagne. En raison des conditions de vent constantes et des vitesses moyennes du vent plus élevées, les rendements énergétiques attendus sont supérieurs de 35 % par rapport aux rendements obtenus sur le continent. Le Gouvernement fédéral allemand table sur une puissance installée, en Allemagne, allant jusqu’à 25 GW d’ici à 2030. Ces parcs éoliens maritimes permettraient, sur le long terme, de couvrir 15 % des besoins en courant en Allemagne. Avec la construction du premier parc éolien offshore commercial « Baltic 1 » en mer Baltique et « Bard Offshore1 » en mer du Nord, des jalons importants ont été posés, en 2010, pour le développement de l’exploitation de l’énergie éolienne offshore.

Les défis posés par les installations offshore reposent en première ligne sur la forte dépendance météorologique au cours du processus d’installation. Ainsi, la phase de construction principale est restreinte à la période comprise entre avril et novembre et est fortement tributaire de la hauteur des vagues et de la vitesse du vent. Ces paramètres, difficilement calculables, se répercutent de manière significative, entre autres, sur les coûts globaux d’un projet. Pendant l’exploitation, les effets de l’air salé posent également, par ailleurs, des exigences particulières aux matériaux utilisés. Les installations à multimégawatts pour le secteur offshore et leurs composants sont développées, fabriquées en majeure partie en Allemagne et testées sur sol ferme en petites séries.

Même l’utilisation de petites éoliennes gagne aujourd’hui en importance. C’est la norme CEI 61400-2:2006 (« exigences de conception pour petites éoliennes ») en vigueur qui définit les « petites éoliennes » comme des installations ayant un rotor dont la surface de balayage ne dépasse pas 200 mètres carrés à 350 W/m². Leur puissance ne doit pas aller au-delà de 70 kW. Le mât est généralement de 20 mètres maximum. Les éoliennes actuellement disponibles sur le marché sont en général entre 5 kW et 10 kW. L’utilisation de ces petites éoliennes est plus particulièrement adaptée à une alimentation électrique de base dans les régions éloignées du réseau.