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H2020

NextWind — Résultat en bref

Project ID: 774974
Pays: Norvège
Domaine: Énergie

Un nouveau cerf-volant produisant de l'électricité devrait révolutionner l’énergie éolienne

Un projet financé par l’UE a développé une éolienne aéroportée innovante qui permet de transformer les vents d’altitude en électricité, et a démontré que nous n’avons pas encore trouvé les limites en ce qui concerne le potentiel de l’énergie éolienne.
Un nouveau cerf-volant produisant de l'électricité devrait révolutionner l’énergie éolienne
Bien que la technologie des éoliennes ait fait des progrès significatifs, elle ne permet pas encore d’exploiter les vents à fort potentiel énergétique qui soufflent à haute altitude. Exploiter ces vents de haute altitude pourrait permettre de répondre aux besoins critiques en énergie de la planète tout en diminuant les coûts énergiques.

Le projet financé par l’UE NEXTWIND (Exploiter l’énergie éolienne aéroportée en utilisant des cerfs-volants rigides) a développé une technologie qui promet de révolutionner le secteur des énergies éoliennes. Cette nouvelle éolienne qui ressemble à un cerf-volant produit de l’énergie renouvelable d’une manière sûre, économique et respectueuse de l’environnement. L’étape suivante consistait à définir un plan pour attirer de nouveaux investisseurs et pour rendre cette solution respectueuse de l'environnent disponible suffisamment tôt pour le marché commercial.

L’énergie éolienne prend de la hauteur

En haute altitude, le vent qui souffle est plus fort et plus constant que celui qui fait tourner, par exemple, les pâles d’un moulin à vent traditionnel. Les partenaires du projet ont démontré avec succès qu’une turbine cerf-volant de 30 kW pouvait fonctionner de manière autonome dans un environnement opérationnel sur le site d’essais. Ce cerf-volant peut s’élever à des centaines de mètres, voire à un kilomètre, à une hauteur où il peut facilement collecter une grande quantité de l’énergie disponible. En production à grande échelle, ces cerfs-volants pourraient atteindre 1 500 mètres d’altitude.

Le cerf-volant de NEXTWIND est en passe de révolutionner la technologie éolienne

Le nouveau modèle d’éolienne volante de Kitemill peut rendre l'énergie éolienne plus accessible et moins onéreuse dans beaucoup d’endroits reculés. À la différence des éoliennes actuelles, les cerfs-volants de Kitemill ne présentent pas de conception lourde, mais nécessitent, au contraire, des structures légères. Trois des avantages essentiels de ce système de cerf-volant rendent sa conception plus avantageuse que celles des éoliennes conventionnelles: il atteint de plus hautes altitudes, il nécessite moins de matériaux, et il est plus efficace en termes d’aérodynamique.

Le système comprend le cerf-volant, une station au sol, un dispositif de commande et un mécanisme de décollage et d’atterrissage verticaux. L’intégration de ce dernier mécanisme fait la spécificité des cerfs-volants de Kitemill. Le cerf-volant génère une force de portance aérodynamique qui est transmise en tant que force de traction par l'intermédiaire d’un câble. Ce câble est connecté à un fût qui est couplé à un générateur au sol où est produite l’électricité. Enfin, un dispositif de commande permet de piloter le cerf-volant selon une trajectoire de vol hélicoïdale.

L’ensemble de la structure de ce cerf-volant turbine ne requiert que 10 % de la masse d’une éolienne conventionnelle, et les heures de fonctionnement annuelles peuvent être doublées du fait de son exploitation en haute altitude.

Une alternative au diesel, économique et respectueuse de l’environnement

Le cerf-volant de NEXTWIND va bien au-delà de ce que les turbines à tour traditionnelles peuvent proposer. Ce qui est impressionnant, c'est qu’il peut produire de l’énergie avec un facteur de capacité dépassant les 50 %. Et, plus important encore, il permet une normalisation des coûts énergétiques, qui est une mesure clé des coûts totaux de la production énergétique.

Étant donné le durcissement permanent des lois relatives aux émissions de carbone, les installations en énergies renouvelables qui incluent des solutions hors réseaux se développent rapidement. La technologie de pointe des éoliennes aéroportées développée par la société Kitemill peut remplacer le diesel dans les systèmes hors réseau ou à faible recours au réseau. Le chef de projet, Thomas Hårklau, souligne que «la comparaison entre le diesel, l’énergie éolienne conventionnelle et les éoliennes cerfs-volants montre que ces dernières peuvent réduire les coûts normalisés de production d’énergie de 60 % en dépit des inconvénients liés au faible degré de maturité et aux coûts en capitaux».

En outre, tandis que les éoliennes conventionnelles nécessitent jusqu'à 10 gros camions pour être déplacées et ont besoin d’être démantelées, les turbines cerfs-volants peuvent être facilement déplacées et ne deviennent pas un élément permanent du paysage. Cela réduit les risques liés aux actifs difficilement déplaçables et accroit en outre la capacité à financer des projets de ce type.

L’ambition de Kitemill est de jouer un rôle majeur dans l’évolution vers une société à zéro-émission. «L’énergie utilisée pour construire ces éoliennes de type cerf-volant est très largement compensée par l’énergie produite au cours de leur durée de vie et de fonctionnement», explique le chef de projet Thomas Hårklau.

La conférence Airborne Wind Energy qui s’est tenue à Fribourg en 2017 a été une occasion importante pour les acteurs de ce secteur de se réunir et de discuter du potentiel des systèmes d'énergie éolienne aéroportés. Dans ce contexte, les partenaires du projet se sont également attaqués aux défis qui restent à relever quant à la commercialisation de cette technologie énergétique émergente avec pour objectif d’en faire un choix attractif pour des applications à petite échelle.

Mots-clés

NEXTWIND, électricité, Kitemill, énergie éolienne, éolienne aéroportée, vents de haute altitude