Efficacité de l'énergie éolienne

L'énergie éolienne, également appelée énergie éolienne, est le moyen d'exploiter le vent et de le transformer en électricité. L'efficacité éolienne moyenne des turbines se situe entre 35-45% .

Production d'énergie éolienne

Le vent est produit dans l'atmosphère terrestre en raison de la différence de températures terrestres localement ou à l'échelle régionale et mondiale. Lorsque le chaud devient chaud, il monte en laissant l'endroit avec une faible pression d'air; l'air des régions plus froides avec des pressions d'air plus élevées entre pour égaliser la pression d'air.

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Les éoliennes et les éoliennes tirent parti de l'énergie cinétique ou énergie du mouvement qui déplace l'air ou le vent d'un endroit à un autre et le convertit en électricité. Les éoliennes sont érigées dans des endroits venteux, de sorte que le vent peut déplacer les pales des éoliennes. Ces pales font tourner un moteur et les engrenages augmentent suffisamment les rotations pour produire de l'électricité. Différentes conceptions de turbines conviennent à des conditions variables.

Efficacité éolienne et facteur de capacité éolienne

L'efficacité éolienne n'est pas la même chose que le facteur de capacité éolienne, ce qui est discuté lorsque les gens pensent à l'efficacité énergétique. Montre du vent explique la différence entre les deux phénomènes.

L'efficacité éolienne et sa limite

L'efficacité du vent est la quantité d'énergie cinétique du vent qui est convertie en énergie mécanique et en électricité. Les lois de la physique décrites par Limite de paris dit que la limite théorique maximale est de 59,6 %. Le vent a besoin du reste de l'énergie pour souffler devant les pales. C'est en effet bien. Si une turbine emprisonnait 100 % de l'énergie, le vent cesserait de souffler et les pales d'une turbine ne pourraient pas tourner pour produire de l'électricité.

Il n'est toutefois possible pour aucune machine, à l'heure actuelle, de convertir la totalité des 59,6 % piégés de l'énergie cinétique du vent en électricité. Il existe des limites dues à la façon dont les générateurs sont fabriqués et conçus, ce qui diminue encore la quantité d'énergie qui est finalement convertie en énergie. La moyenne actuelle est de 35 à 45 %, comme indiqué ci-dessus. Le maximum aux performances de pointe pourrait atteindre 50% selon Wind Watch. Un Document du gouvernement australien (NSW) convient également que 50 % est l'efficacité éolienne maximale qui peut être obtenue (p. 3).

L'efficacité énergétique ne varie pas autant que le facteur de capacité éolienne, qui dépend dans une large mesure de l'emplacement et des conditions météorologiques.

Facteur de capacité éolienne

Le facteur de capacité éolienne est la quantité d'énergie produite par un générateur par rapport à ce qu'il pourrait produire s'il fonctionnait tout le temps à pleine capacité, selon Médias de technologie verte . Le facteur de capacité du vent a tendance à varier d'un endroit à l'autre et à différentes périodes de l'année, même avec les mêmes éoliennes, car il dépend de la vitesse du vent, de sa densité et de la zone balayée qui dépend de la taille du générateur souligne IE ouverte . Le facteur de capacité éolienne peut être optimisé en choisissant des endroits où règnent des conditions de vent idéales pendant toute ou une partie de l'année. Il est donc important de prendre en compte le facteur de capacité du vent et les conditions qui l'influencent pour maximiser la puissance de sortie.

Vitesse du vent en dessous de 30 miles par heure produit peu d'énergie selon Wind Watch. Même de petites augmentations de vitesse peuvent se traduire par une augmentation substantielle de la puissance générée selon Open EI. L'électricité produite est le cube de la vitesse du vent explique GLACE du vent . Densité de l'air est plus dans les régions plus fraîches et au niveau de la mer que dans les montagnes. Ainsi, les endroits idéaux avec une densité de vent élevée sont les mers avec des températures plus froides selon Open EI. C'est l'une des raisons de l'expansion à grande échelle de la production éolienne offshore. Turbines de plus en plus grandes peuvent profiter de plus de vent plus haut au-dessus du sol et de l'augmentation de l'envergure de leurs pales. Les considérations économiques prennent donc ici toute leur importance.

Le facteur de capacité est constamment augmenté avec une technologie améliorée. Les éoliennes construites en 2014 ont atteint un facteur de capacité de 41,2 % contre 31,2 % pour les éoliennes construites entre 2004 et 2011, selon Green Tech Media. Cependant, le facteur de capacité du vent est affecté non seulement par la technologie, mais aussi par la disponibilité du vent elle-même. Ainsi, en 2015, le facteur de capacité des turbines était inférieur à la moyenne des années précédentes en raison de la sécheresse du vent , explique Green Tech Media.

Comparaison avec d'autres sources d'alimentation

L'efficacité énergétique du vent est meilleure que l'efficacité énergétique du charbon. Seulement 29 à 37 % de l'énergie du charbon est convertie en électricité et le gaz a presque le même rendement que le vent, car 32 à 50 % de l'énergie du gaz peut être convertie en électricité.

Cependant, en termes de facteurs de capacité, combustibles fossiles a mieux performé que le vent aux États-Unis en 2016 selon NOUS. Administration de l'information sur l'énergie (EIA) .

• Les centrales au charbon aux États-Unis fonctionnaient à 52,7 % de leur capacité.
• Le facteur de capacité des usines à gaz était de 56 % aux États-Unis.
• L'énergie nucléaire avait un facteur de capacité de 92,5%, selon Chiffres EIA pour les combustibles non fossiles .
• Le facteur de capacité de l'hydroélectricité était de 38 %.
• Le facteur de capacité de l'éolien était de 34,7%.

Lorsque l'on compare la puissance de sortie de différentes sources d'énergie, il est préférable de considérer non seulement le facteur de capacité, mais également leur efficacité énergétique. C'est ce qui rend l'augmentation de la production d'électricité à partir de l'éolien compétitive et faisable par rapport aux énergies fossiles qui sont également embêtées par les problèmes de pollution qu'elles engendrent.

L'intermittence affecte la production d'énergie éolienne

L'énergie éolienne souffre d'intermittence car le vent n'est pas toujours disponible et peut souffler à des vitesses variables, ce qui signifie que l'énergie est générée à des niveaux incohérents. Intermittence énergétique est le phénomène où l'énergie n'est pas disponible en continu en raison de nombreux facteurs que les gens ne peuvent pas contrôler. Il y a donc une variation de l'offre.

Solutions à l'intermittence

Étant donné que la production d'électricité à partir d'éoliennes fluctue d'heure en heure, voire d'une seconde à l'autre, les fournisseurs d'électricité doivent disposer de réserves d'énergie plus importantes pour atteindre et maintenir des niveaux d'approvisionnement constants, explique la Scientifique américain . L'intermittence signifie non seulement des manques mais aussi des périodes d'excès ; cela fournit alors une solution possible aussi. L'American Scientist explique qu'à mesure que le nombre de sources d'énergie éolienne augmente, les différences locales de conditions météorologiques et de vent peuvent équilibrer les déficits et les excès.

L'amélioration des prévisions météorologiques et de la modélisation facilite également la prise en compte des changements, même à court terme, de l'énergie éolienne. Un mélange de sources est également nécessaire, même pour les différences diurnes ou saisonnières dans la production d'énergie éolienne.

Indépendamment de l'intermittence, de nouveaux parcs éoliens répandus aux États-Unis ont en fait contribué à stabiliser l'approvisionnement en électricité, en particulier lors de conditions météorologiques extrêmes au Texas, selon Technique propre .

Coût

En 2017, L'indépendant a annoncé que la production d'énergie éolienne était moins chère qu'à partir de combustibles fossiles. Il en coûtait 50 $ pour produire un mégawattheure (MWh) en 2017. Avec l'amélioration de la technologie, les coûts continuent de baisser, ce qui le rend plus attrayant que les sources d'énergie polluantes conventionnelles. Les États-Unis espèrent stimuler ce mouvement en offrant des incitations gouvernementales, pour augmenter la part de l'énergie éolienne qui a fourni 6% de son électricité en 2016 selon EIE .

Wind EIS note que 80% des coûts sont des coûts d'investissement impliqués dans l'installation des turbines, et 20% sont opérationnels. Cependant, étant donné qu'aucun coût de carburant n'est impliqué et compte tenu de la puissance générée sur l'ensemble de son cycle de vie, l'énergie éolienne est compétitive.

Énergie sans carbone

L'énergie éolienne est l'une des alternatives les plus efficaces aux énergies fossiles. Il est prévu que d'ici 2050, 139 pays qui utilisent actuellement 99% de l'énergie mondiale pourraient utiliser 100% d'énergie renouvelable. L'éolien et le solaire pourraient fournir ensemble jusqu'à 97 % de cette énergie, selon un Rapport du Forum mondial 2017 . Cela peut aider à contenir le réchauffement climatique en dessous de 1,5°C. Qu'il s'agisse d'un parc éolien sur une colline ou le long d'un littoral, la technologie des éoliennes offre un moyen beaucoup plus efficace de générer de l'électricité utilisable que les sources traditionnelles non renouvelables.