Pourquoi certaines éoliennes tournent-elles alors que d'autres s'immobilisent à proximité ?

May 30, 2023

Les parcs éoliens sont de plus en plus courants dans l'Indiana. L'État possède déjà la quatrième plus grande "ferme" des États-Unis et produit près de 3 500 mégawatts d'énergie éolienne, et davantage à l'horizon.

Les imposantes éoliennes qui s'élèvent jusqu'au ciel produisent un peu plus de 9 % de toute l'électricité utilisée dans l'État. C'est assez pour alimenter plus d'un million de foyers, selon l'American Clean Power Association.

Avec plus de projets en cours qui produiront 302 mégawatts supplémentaires et une poignée de projets de loi proposés lors de cette session de l'Assemblée générale, l'énergie éolienne devrait continuer à se développer dans tout l'État. Et avec la présence croissante des générateurs d'énergie remarquables vient une certaine curiosité.

Donc, pour cette édition de Scrub Hub, nous avons pris notre fidèle formulaire de soumission et avons choisi une question de Teresa, qui a demandé : Pourquoi les éoliennes ne tournent-elles pas en ce moment ?

Il est possible que les pales des éoliennes atteignent des vitesses de 200 mph, il peut donc sembler étrange que certaines tournent très rapidement alors que les pales des autres à proximité ne bougent pas.

Nous avons fouillé dans certains rapports étatiques, fédéraux et industriels et avons contacté des experts universitaires en technologie énergétique pour déterminer pourquoi certaines turbines d'un parc éolien tournent tandis que d'autres restent immobiles.

Les éoliennes, comme toutes les machines, nécessitent à la fois une maintenance planifiée et non planifiée. Dans certains cas, cela explique pourquoi certains fonctionnent mais pas d'autres.

Les composants de base d'une éolienne sont la tour visible et les pales du rotor, ainsi que la boîte de vitesses et le générateur situés au sommet de la tour.

La maintenance planifiée aide à prévenir l'usure due à la rupture de pièces et une maintenance imprévue se produit lorsque la turbine subit l'une des nombreuses pannes.

L'entretien préventif régulier peut inclure l'inspection périodique de l'équipement, les changements d'huile et de filtre, l'étalonnage et le réglage de diverses pièces, ainsi que le remplacement des plaquettes de frein et des joints. L'entretien ménager général et le nettoyage des pales peuvent également empêcher temporairement une turbine de tourner.

Dans les grands parcs éoliens, plusieurs éoliennes sur un circuit peuvent être inutilisables et ne pas tourner car elles sont toutes arrêtées pour maintenance, a déclaré John Roudebush, directeur du programme Energy Technology du Ivy Tech College.

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La transmission d'énergie dans l'Indiana est gérée par le Midcontinent Independent System Operator, communément appelé MISO. Le groupe gère le flux d'électricité en équilibrant la demande par rapport à ce qui est généré, ce qui signifie qu'il y a des moments où un excès d'électricité est produit.

"(Parfois) nous n'avons pas besoin d'électricité car la demande est en baisse ou une autre centrale électrique vend de l'électricité aux clients à la place", a écrit Roudebush dans un e-mail. "Les centrales électriques sont en concurrence sur le réseau. Une centrale au charbon, une centrale au gaz naturel ou un parc éolien feront toutes des offres pour vendre de l'électricité pendant une partie de la journée et MISO choisira l'offre la moins chère pour la journée. Généralement, le vent est le moins cher mais pas toujours. "

John Hall, professeur adjoint au département d'ingénierie et de sciences appliquées de l'Université de Buffalo, concentre ses recherches sur les aspects techniques de l'énergie éolienne. Alors que certaines éoliennes fonctionneront normalement, il a déclaré que d'autres pourraient être arrêtées pour faire correspondre la production à la demande du réseau.

« Fondamentalement, vous avez la société de services publics qui distribue l'électricité et achète et vend en temps réel », a déclaré Hall. "En fonction de leurs besoins, les parcs éoliens éteindraient les turbines en conséquence."

L'industrie appelle une éolienne qui ne tourne pas "garée", a déclaré Hall, et cela se fait avec un système de freinage qui maintient le rotor en place. Une fois que la demande d'énergie augmente, le frein est relâché et presque immédiatement la turbine recommence à fournir de l'électricité au réseau.

Une autre réponse évidente à la raison pour laquelle les éoliennes ne tournent peut-être pas est que la vitesse du vent n'est pas assez élevée.

Généralement, les éoliennes peuvent générer de l'énergie avec des vitesses de vent aussi basses que 5 mph. Si les vitesses tombent en dessous de cela, il n'y a tout simplement pas assez pour faire tourner les lames parfois massives.

D'un autre côté, un vent trop rapide peut endommager les turbines, de sorte que les exploitants de parcs éoliens gareront les rotors jusqu'à ce que le vent se calme. Les turbines s'arrêtent généralement lorsque la vitesse du vent atteint environ 55 mph.

"Le système n'est pas conçu pour cela, alors ils l'ont fermé", a déclaré Hall. "Ce n'est pas grave car nous avons rarement des vents supérieurs à cette vitesse, et cela ne vaudrait pas la peine de concevoir pour cela dans les rares cas."

Pour aider à améliorer l'efficacité des parcs éoliens, Hall a déclaré que le stockage de l'énergie excédentaire est actuellement un domaine de recherche énorme.

"Il existe des études sur les nouvelles technologies de batterie et les super condensateurs et sur différentes façons de contourner ce problème", a déclaré Hall.

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Une autre solution pour stocker l'électricité excédentaire consiste à fabriquer de l'hydrogène, a déclaré Hall. Les exploitants de parcs éoliens seraient en mesure de créer de l'hydrogène et de le stocker pour une utilisation ultérieure lorsque la demande du réseau augmentera.

Alors que les centrales à combustibles fossiles peuvent être plus réactives à l'offre et à la demande d'électricité en constante évolution, Hall a déclaré que l'avenir dépend des énergies renouvelables.

"Si les gens sont préoccupés par le climat et veulent un avenir meilleur pour la prochaine génération et tout, les énergies renouvelables comme l'éolien, l'hydroélectricité et l'énergie marémotrice ne sont pas seulement des sources d'énergie, mais sont peut-être vitales pour notre existence", a déclaré Hall.

Karl Schneider est journaliste environnemental IndyStar. Vous pouvez le joindre à [email protected]. Suivez-le sur Twitter @karlstartswithk

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