Dévoiler la résilience des éoliennes pendant les vagues de froid

L'énergie éolienne devient rapidement un élément crucial des réseaux électriques européens, répondant à près de 20 % des besoins électriques de la région. Certains pays du Nord, comme le Danemark (55%) et l'Irlande (34%), dépendent encore plus de l'énergie éolienne. La mer du Nord abrite près de 3 000 éoliennes, dont quelques-unes en Antarctique, démontrant leur résilience dans les climats froids. Cependant, malgré leur succès, les sceptiques à l’égard des énergies vertes, comme des autres énergies renouvelables, critiquent souvent les éoliennes. Récemment, un article de blog viral suggérait une perte importante de production d'électricité lors d'une vague de froid en Suède, alimentant les doutes sur les performances hivernales de l'énergie éolienne. La question se pose : y a-t-il du vrai dans ces récits opposant le vent à l’hiver ?

Face aux températures glaciales, les éoliennes sont résilientes, conçues pour supporter des conditions aussi extrêmes que -30 degrés Celsius. Même si la formation de glace sur les aubes de turbine constitue un défi potentiel, cela ne se limite pas aux conditions de neige ou de pluie verglaçante. Un refroidissement éolien ou une humidité élevée pendant les périodes de brouillard peuvent également entraîner la formation de givre.

Ce problème est dû à l'impact sur l'aérodynamisme des pales, rendant la surface plus rugueuse et, par conséquent, réduisant l'efficacité tout en provoquant éventuellement des problèmes de déséquilibre. Pour relever ces défis, WindEurope, l'association régionale de l'énergie éolienne, souligne que les éoliennes devront peut-être arrêter leur rotation pour atténuer ces problèmes.

Les considérations de sécurité jouent également un rôle crucial, car les turbines peuvent être arrêtées pour éviter tout risque de projection de glace depuis les pales. Svensk Vindenergi, l'association suédoise de l'énergie éolienne, souligne que le plus grand risque de chute de glace se produit lorsqu'une éolienne est gelée et que les températures augmentent ensuite ou lorsque la lumière du soleil réchauffe des parties spécifiques de l'éolienne.

Pour garantir la sécurité pendant les journées froides, Svensk Vindenergi a calculé une distance de sécurité raisonnable (hauteur de la tour plus diamètre de la turbine). Surtout, ils notent qu'aucun cas de personne blessée par une chute de glace n'a été signalé, soulignant les mesures de sécurité méticuleuses en place. Le dévoilement de la résilience des éoliennes par temps froid met en valeur les considérations minutieuses et les précautions prises pour faire face à ces conditions difficiles.

Les éoliennes emploient diverses stratégies pour lutter contre les températures glaciales et prévenir les problèmes liés à la glace. Les éoliennes modernes sont équipées de technologies de dégivrage avancées gérées depuis les salles de contrôle des parcs éoliens. Ces solutions comprennent des systèmes de chauffage internes à l'intérieur des pales, utilisant des méthodes telles que la circulation d'air chaud, des dispositifs ou fluides de dégivrage mécanique et des systèmes de vibration des pales.

Skellefteå Kraft, une entreprise suédoise, a introduit une approche innovante en recouvrant les aubes de turbine d'une fine couche de fibre de carbone, qui peut être chauffée lorsque la glace constitue une menace. Un autre fabricant, Nordex, basé en Allemagne, propose des « packages pour climat froid » conçus pour réduire considérablement les pertes d'énergie, affirmant une amélioration allant jusqu'à 80 % dans des conditions de givrage.

Le professeur d'ingénierie aérospatiale Hui Hu, écrivant pour le site d'information scientifique The Conversation, souligne que de nombreuses stratégies visant à empêcher la formation de glace sur les pales des éoliennes proviennent des pratiques aéronautiques. Avec l’essor de l’industrie éolienne, des investissements substantiels sont consacrés à l’optimisation de ces éléments essentiels de la transition énergétique.

En cas de formation de glace persistante, les centrales éoliennes sont généralement fermées temporairement, des sociétés de services étant dépêchées pour effectuer les procédures de dégivrage. Dans de rares situations, des hélicoptères peuvent être déployés pour dégivrer les turbines, soulignant l'engagement de l'industrie à relever les défis posés par les températures glaciales.

En février 2021, le Texas a été confronté à un froid intense provoquant des pannes de courant. Certaines turbines ont gelé, entraînant une perte de 16 GW de capacité d'énergie renouvelable, comme l'a rapporté ERCOT, le principal fournisseur d'énergie de l'État. Malgré les critiques accusant les parcs éoliens, les données d'ERCOT ont indiqué un déficit plus important de 30 GW provenant des sources de gaz fossile, de charbon et de nucléaire. Les problèmes des éoliennes ont été attribués à leur manque de conception pour des froids extrêmes, car les développeurs ne les ont pas adaptées aux intempéries, a expliqué Michael Howland, professeur de génie civil et environnemental au MIT.

Lors de l’incident, les détracteurs de l’énergie propre ont été accusés d’exploiter la situation à des fins politiques. Heather Zichal, PDG d'American Clean Power, a mis l'accent sur le problème climatique plutôt que sur celui de l'énergie propre, en plaidant pour des investissements dans des sources d'énergie renouvelables avec un transport et un stockage améliorés.

Des informations erronées ont circulé, notamment une image d'un hélicoptère censé sauver des turbines du Texas, que les vérificateurs des faits ont révélé comme un incident survenu en Suède en 2014, utilisant de l'eau chaude pour dégager la glace. Le PDG d'Alpine Helicopters, la société impliquée, a déclaré que de telles solutions aéroportées valent mieux que l'inaction, car elles aident à restaurer rapidement les éoliennes afin de réduire les émissions de carbone des combustibles fossiles, en s'alignant sur les atouts des éoliennes.

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