Les éoliennes à deux pales font leur retour

Plusieurs grandes sociétés d'énergie éolienne testent une dérogation à la conception standard des turbines à trois pales de l'industrie en faisant tomber l'une des trois pales et en faisant tourner le rotor de 180 degrés pour faire face au vent.

Couper le vent : Les éoliennes bipales, comme celle-ci en Chine, pourraient réduire le coût de l'énergie éolienne.

La conception présente des défis d'ingénierie, mais l'espoir est qu'elle pourrait grandement améliorer l'économie de l'énergie éolienne offshore. Selon certaines estimations, les turbines à deux pales pourraient coûter 20 % moins cher à construire et à installer tout en générant la même quantité d'énergie que les turbines conventionnelles.

la Chine Ming Yang Énergie éolienne , le neuvième plus grand fabricant d'éoliennes au monde, a récemment annoncé des plans pour le plus grand test de la conception à ce jour. Il prévoit d'ériger une turbine bipale de six mégawatts en Chine cette année qui produira autant d'électricité que les plus grandes turbines offshore commerciales. Ming Yang prévoit d'en construire un autre dans les eaux norvégiennes l'année prochaine.

D'autres réexaminent également l'approche alternative. L'année dernière, Hitachi et Fuji Heavy Industries ont collaboré pour construire deux éoliennes de deux mégawatts utilisant la conception sous le vent. Et en mars, le développeur hollandais de technologies éoliennes 2-B Énergie a levé 26,5 millions de livres sterling (45 millions de dollars) pour financer l'installation de deux turbines bipales de six mégawatts sous le vent dans les eaux écossaises.

Le vent offshore est plus stable que la plupart des endroits sur terre. Mais l'installation et la maintenance d'éoliennes offshore sont coûteuses, en moyenne deux fois plus chères que les éoliennes terrestres.

Les turbines bipales coûtent moins cher car elles utilisent moins de matériaux. La suppression d'une pale allège le rotor, ce qui permet à son tour de placer le rotor du côté sous le vent de la tour. Les rotors d'éoliennes classiques font face au vent et doivent résister à la flexion dans la tour de l'éolienne, mais les rotors sous le vent peuvent utiliser des pales plus légères et même articulées qui s'éloignent des fortes rafales.

Des rotors légers et flexibles se traduisent par d'autres économies de matériaux dans la boîte de vitesses, la tour et les fondations de la turbine. Le rotor, la boîte de vitesses et le générateur de 140 mètres de diamètre du prototype de six mégawatts de Ming Yang ne pèsent que 308 tonnes, soit environ 40 tonnes de moins que ceux des turbines offshore conventionnelles de six mégawatts du leader du marché offshore Siemens.

Les éoliennes bipales sont également plus faciles à installer. Alors que les rotors tripales tournant dans les fermes offshore d'aujourd'hui doivent être assemblés sur site, les rotors bipales peuvent être préinstallés sur les machines de la turbine à terre ; l'ensemble assemblé s'adapte plus facilement sur les navires et est suffisamment léger pour être soulevé sur la tour.

Mais la conception de l'éolienne à deux pales sous le vent a eu des problèmes dans le passé, qui l'ont tenue à l'écart du marché. C'est plus fort, d'une part, en partie parce que les pales tournent plus vite, bien que ce ne soit pas un problème au large. Plus important encore, dans certaines conditions de vent, les pales flexibles peuvent revenir en arrière et heurter la tour de la turbine. En fait, cela a provoqué l'échec d'une importante tentative de relance des turbines à deux pales en 2002 (voir Wind Power for Pennies ).

Cependant, les concepteurs disent qu'ils ont trouvé comment garder les lames intactes dans toutes les conditions. En 2009, le concepteur d'éoliennes Peter Jamieson et la société d'ingénierie de turbines basée à Glasgow Garrad Hassan & Partners ont identifié une stratégie de freinage contrôlé des rotors pour atténuer le risque de collision avec les tours dans les éoliennes sous le vent . Selon Jamieson, les conceptions à deux pales pourraient réduire les coûts de 15 à 20 %.

Larry Miles, PDG de la société éolienne , qui a fabriqué la turbine de démonstration qui a échoué en 2002, n'est pas optimiste quant à la volonté de l'industrie éolienne de supporter les risques de garantie et de financement nécessaires pour repenser véritablement ses produits. Pour cette raison, il s'est fixé pour objectif de concevoir de petites turbines de 100 kilowatts pour des applications d'énergie éolienne distribuée, plutôt que pour le marché des services publics.

Pourtant, Miles pense qu'une entreprise chinoise pourrait avoir les moyens financiers d'innover à l'échelle des services publics. Si quelqu'un le fait, ce sera Ming Yang. Ils ont assez de substance pour le faire, et ils ont le marché chinois, dit-il.

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