La puissance des moulins à vent est plus variable que le vent lui-même
Joachim Peinke et ses collègues du Wind Energy Research Center de l’Université d’Oldenburg (Allemagne) ont analysé la nature de l’impact à court terme des grands parcs éoliens combinant de nombreuses turbines sur la stabilité des paramètres du système énergétique intégré. ils fournissent de l’électricité.
Elle était la suivante : alors que les paramètres du parc éolien (TPP) sont décrits par une courbe de puissance classique pour des durées supérieures à cinq minutes, ce n’est pas le cas pour des durées plus courtes. Et le comportement des paramètres du courant produit par la centrale éolienne a été déterminé par le mathématicien soviétique A.N. Plus proche de celle décrite par la théorie de la turbulence développée par Kolmogorov.
Dans des conditions turbulentes, même des groupes d’éoliennes peuvent réduire la production d’électricité de 80 % en quelques secondes, forçant les systèmes électriques à se tourner vers l’alimentation au ralenti.
«Comparez une éolienne à un avion qui atterrit dans des vents très forts : de l’extérieur, l’avion semble atterrir dans une trajectoire douce et contrôlée, mais à ce moment-là, ceux à l’intérieur ont une perspective différente en raison de la turbulence atmosphérique», explique Peinke. . Selon un modèle développé par son équipe, même un petit changement de la vitesse du vent entraîne une fluctuation dramatique de l’électricité, et les éoliennes non seulement alimentent la variabilité de l’énergie éolienne dans le réseau sous la forme d’une puissance inégale, mais amplifient même cet effet.
Ainsi, un changement de la vitesse du vent d’un peu plus de 11 m/s peut entraîner une chute de 80 % de la puissance de sortie d’une éolienne en seulement 8 secondes.
Bien que des études similaires antérieures aient montré que des problèmes similaires sont spécifiques aux éoliennes individuelles, la turbulence inhérente au temps venteux n’affecte généralement pas les grands parcs éoliens car ils ont de nombreuses turbines, et si la turbulence réduit la puissance à un endroit, elle peut augmenter à d’autres endroits. moulins à vent qui compensent les déviations.
Cependant, selon de nouvelles données, ce n’est pas vraiment le cas. La corrélation entre la turbulence et l’activité éolienne est souvent la même pour des zones de centaines de kilomètres carrés, et même les grands parcs éoliens ne dépassent généralement pas quatre kilomètres carrés.
Selon les scientifiques, l’analogue le plus proche du comportement des éoliennes et des parcs éoliens peut être les problèmes de mise à l’échelle multifractale typiques des marchés boursiers, où la situation est déterminée non pas par un algorithme, mais par plusieurs, se remplaçant souvent les uns les autres.
Les parcs éoliens offshore sont moins dangereux pour cette raison : au-dessus de la mer, les vents changent moins de vitesse et ne changent généralement pas de façon aussi spectaculaire. (Photo par Anke Hooper.)
Cela signifie, selon les auteurs de l’ouvrage, que lors de la planification d’un système énergétique à grande échelle basé sur la production éolienne, il est nécessaire de prendre en compte la théorie de la turbulence ainsi que le développement systématique de modèles de turbulence appropriés.
Les chercheurs travaillent actuellement sur les moyens de réduire ces impacts négatifs, qui sont très pertinents en raison de l’importance du secteur de l’énergie éolienne dans l’énergie et l’économie allemandes.
Le rapport de recherche a été publié dans Physical Review Letters.
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