Malgré le fait que les éoliennes offshore soient arrivées beaucoup plus tard, leur conception de base est presque identique à celle des éoliennes terrestres. Cependant, il y a quelques différences clés dans la conception, et la plupart d’entre elles commencent à partir de la base.
Les facteurs environnementaux qui doivent être pris en compte pour la conception d’une éolienne offshore font de l’efficacité de la production en eau libre une perspective difficile. Mais la technologie s’améliore, et la demande croissante d’énergie éolienne efficace et à faible coût fait déjà avancer les innovations.
Onshore Vs. Conception des éoliennes offshore – Différences et considérations clés
Fondations
Les éoliennes construites sur terre utilisent généralement des fondations en béton. Les turbines offshore peuvent nécessiter plus de créativité en ce qui concerne les fondations, en fonction de la profondeur de votre site de construction.
La plus grande difficulté de la conception des éoliennes offshore n’est pas la turbine elle-même. Les turbines terrestres peuvent largement être reproduites pour une utilisation en mer. Le problème est que certaines options de conception standard sont d’un coût prohibitif pour être utilisées en eau profonde, en particulier avec plusieurs éoliennes. De nombreuses solutions de fondation communes aux applications terrestres ne s’adaptent pas bien aux applications en eau profonde.
La façon dont les turbines offshore sont installées varie. Certaines sont construites sur des tours sous-marines, d’autres sont flottantes ou semi-submersibles et ancrées. Tout dépend de l’emplacement idéal pour capter le vent.
Une grande partie de la technologie utilisée pour les structures et les fondations des turbines offshore est empruntée à l’industrie pétrolière et gazière. La base et la technologie des semi-submersibles, ainsi que les ancres et les pratiques standard pour maintenir la stabilité, proviennent directement du livre de jeu de cette industrie – qui entretient des structures offshore depuis des décennies.
La conception des fondations est un sujet brûlant dans la production d’énergie éolienne offshore en ce moment. Il y a beaucoup de discussions en ce moment sur la façon de révolutionner la conception de ces fondations pour exploiter plus efficacement le potentiel du marché offshore. Des structures moins chères font baisser le coût global de l’énergie produite et rendent les projets possibles.
Profondeur de l’eau &Distance du rivage
Mettre en place une éolienne terrestre est généralement beaucoup plus simple qu’une éolienne offshore. Avec la construction offshore, vous devez tenir compte de la profondeur de l’eau pour la prise en compte de la structure sous-marine et de la distance du rivage pour la pose de câbles afin d’amener l’électricité sur le marché.
Dans le monde de la production d’énergie éolienne, les eaux peu profondes sont considérées comme tout ce qui a 30m ou moins de profondeur – il s’agit généralement de structures de tour conventionnelles plantées sur le fond marin. Une fois que vous dépassez 30m, vous êtes dans une zone de transition où une structure en treillis serait utilisée pour la partie sous-marine de la tour. Soixante mètres et plus sont considérés comme des eaux profondes, et les éoliennes y sont des semi-submersibles ancrés.
La taille du rotor de l’éolienne augmente au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la côte.
La taille de la tour & l’actionneur de pas
Toutes les éoliennes offshore sont contrôlées par le pas car il y a plus de puissance par tour (accrocheur, n’est-ce pas ?) avec le contrôle du pas des pales. Les éoliennes offshore sont généralement plus grandes parce qu’en plus d’être bien adaptées aux brises constantes en mer, une fondation offshore représente un pourcentage beaucoup plus important du coût global de l’éolienne (par rapport à la terre) et il est important de presser chaque mégawatt possible de la structure avant de construire la suivante.
Le coût d’un système de contrôle du pas n’augmente pas substantiellement des applications terrestres aux applications offshore. L’étage de puissance peut devenir plus grand, mais les cerveaux sont les mêmes. Pour cette raison, l’actionneur de tangage devient un pourcentage plus important du coût lorsqu’une turbine devient plus petite, mais l’inverse se produit également lorsque la turbine devient plus grande. En d’autres termes, le coût d’un actionneur de pas de pointe est une goutte d’eau dans les projets offshore.
Dépendance des ressources éoliennes
Le plus grand avantage de l’éolien offshore est qu’il est fiable et régulier. Même en eau peu profonde, le vent a tendance à être plus fiable que sur terre. Les vents alizés réguliers contribuent à de forts chiffres de production d’électricité sur les sites offshore.
À l’intérieur des terres, le vent doit également rivaliser avec :
- Collines
- Arbres
- Structures artificielles
Utilisation et usure
Le vent régulier en mer signifie qu’il y aura probablement plus d’usure sur la turbine. L’utilisation de composants solides et bien faits avec des cycles de vie longs rendra l’entretien de la turbine offshore moins problématique.
Une partie problématique de l’amortissement de la turbine offshore est l’inévitable corrosion par l’eau salée qui vient avec le territoire. Les matériaux de l’éolienne doivent être de qualité marine — même les composants de contrôle du pas qui ne sont pas directement exposés aux intempéries doivent être extrêmement résistants à la corrosion.
Nécessités de maintenance
Chaque éolienne devrait être aussi exempte de maintenance que possible — un temps d’arrêt minimal équivaut à un profit maximal. Mais le besoin d’une ferme sans tracas est plus grand dans les turbines offshore. Entre les conditions météorologiques imprévisibles et les défis logistiques pour atteindre les turbines, effectuer la maintenance sur les tours offshore est difficile et beaucoup plus coûteux qu’à terre.
Posséder une excellente solution de commande de pas devient particulièrement important dans les applications offshore. Les meilleurs modèles d’actionneurs numérisés sur le marché actuel ne nécessitent aucune maintenance : Il suffit de les garder propres pour la dissipation de la chaleur !
Réduire l’écart dans le potentiel offshore
Les rouages internes des éoliennes offshore et onshore sont largement les mêmes. Les différences viennent de l’emplacement où vous planterez les graines de votre ferme.
Deux développements aident à combler le fossé entre les entreprises d’éoliennes et le potentiel de l’offshore. La première est l’innovation continue dans les fondations en eau profonde. Le second est l’utilisation de systèmes de pas de pales polyvalents qui s’adaptent à des turbines plus grandes et minimisent la maintenance risquée.
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