La centrale éolienne

Sommaire   :

Introduction

A : Le vent

B : fonctionnement d’une éolienne

C: Des avantages et inconvénients

1) Les avantages2) Les inconvénients

D : la France

E : Dans le Monde

1) En fonction de la structure énergétique des pays 2) Les grandes puissances économiques investissent dans

l’éolienne3) La plus grande éolienne au monde

F : les différentes éoliennes

1) L’éolienne offshore (marine)2) L’éolienne onshore (terrestre)

G : la Corée du Sud

Introduction.

Notre exposé portera sur la centrale éolienne. L’énergie éolienne est l’énergie dynamique des masses d’air en mouvement autour du globe. La racine étymologique du terme « éolien » provient du nom du personnage mythologique Eole, connu en Grèce antique comme le maître des Vents.

Cette énergie est produite à partir de la force du vent sur les pales de l’éolienne. Lorsque le vent se met à souffler, les forces qui s'appliquent sur les pales des hélices induisent la mise en rotation du rotor. L’énergie électrique ainsi produite peut être distribuée sur le réseau électrique grâce à un transformateur.

A   : Le vent

La force du vent est exploitée depuis longtemps par différentes sortes d’ouvrages : moulins à vent, bateaux à voile, etc. Présent sur l’ensemble de la planète, le vent permet de produire une électricité propre et renouvelable.

Le début de l’utilisation de l’énergie éolienne remonte à approximativement 3 000 ans avant JC, dans le cadre de l’utilisation des premiers bateaux à voile. Après, les premiers moulins à vent sont inventés par les Perses vers 200 avant JC. Cette technique n’est ensuite importée en Europe qu’au XIIe siècle. Deux siècles après, les célèbres moulins hollandais voient le jour. Ces moulins sont utilisés pour faire tourner des scieries ou fabriquer de l’huile. Mais c’est en Angleterre qu’ont été perfectionnées les formes des ailes. L’Angleterre compte au XIXe siècle environ 10 000 moulins. Depuis les années 1990, le développement technologique des éoliennes a permis la construction des aérogénérateurs.

B: fonctionnement d’une éolienne

L’énergie électrique ou mécanique produite par une éolienne dépend de trois éléments : la forme et la longueur des pales, la vitesse du vent et enfin la température qui modifie la densité de l’air.

Sous l’effet du vent l’hélice va se mettre à tourner, elle va à son tour entrainer un axe dans la nacelle relié à un alternateur, celui-ci va alors produire de l’électricité. Un transformateur situé dans le mât va alors augmenter la tension du courant électrique produit par l’alternateur. Pour enfin la redistribuer dans les poteaux électriques à haute tension.  Une éolienne produit quatre fois plus d’énergie si la pale est deux fois plus grande et huit fois plus d’énergie si la vitesse du vent double.

C   : Des avantages et des inconvénients

L’énergie éolienne joue un rôle primordial pour éviter les émissions de gaz à effet de serre et combattre le changement climatique. La capacité installée totale dans le monde atteint aujourd’hui 94 000 MW et permet d’éviter le rejet d’environ 122 millions de tonnes de CO2 dans l’atmosphère, équivalent au fonctionnement de 20 centrales à charbon. « Nous sommes sur la bonne voie pour réaliser notre objectif de réduction de l’émission d’1,5 milliard de tonnes de CO2 annuels », note Steve SAWYER, secrétaire général du GWEC, « mais nous avons besoin d’un signal large et fort des gouvernements, indiquant qu’ils veulent vraiment mettre fin à leur dépendance aux combustibles fossiles et éradiquer le changement climatique ».

1)Les avantages

-L' énergie éolienne est une énergie renouvelable qui ne nécessite

aucun carburant, ne crée pas de gaz à effet de serre, ne produit pas de déchets toxiques ou radioactifs. En luttant contre le changement climatique, l'énergie éolienne participe à long terme au maintien de la biodiversité des milieux naturels.

-L'énergie éolienne produit de l'électricité éolienne : sans dégrader la qualité de l'air, sans polluer les eaux ( pas de rejet dans le milieu aquatique, pas de pollution thermique), sans polluer les sols (ni suies, ni cendres).

- Lorsque de grands parcs d'éoliennes sont installés sur des terres agricoles, seulement 2 % du sol environ est requis pour les éoliennes. La surface restante est disponible pour l'exploitation agricole, l'élevage et d'autres utilisations.

- Les propriétaires fonciers qui accueillent des éoliennes reçoivent souvent un paiement pour l'utilisation de leur terrain, ce qui augmente leur revenu ainsi que la valeur du terrain.

- La production éolienne d'électricité suit notre consommation d'énergie: le vent souffle plus souvent en hiver, cette saison étant celle où la demande d'électricité est la plus forte.

- L'énergie éolienne est l’une des sources de production d’électricité permettant de parvenir à moindre coût à la réalisation des objectifs que s'est fixée l'Union Européenne pour 2020 : 20% d'énergies renouvelables (éolienne et autres) dans la consommation globale d'énergie.

- L'électricité éolienne garantit une sécurité d'approvisionnement face à la variabilité des prix du baril de pétrole.

- L'énergie éolienne offre la possibilité de réduire les factures d'électricité et peut vous permettre de vous mettre à l'abri des ruptures de courant.

-Les autres activités agricoles et industrielles peuvent continuer autour d'un parc éolien.

2)inconvénients

-L'électricité éolienne est une énergie intermittente, l'énergie éolienne ne suffit pas en elle-même à définir une politique énergétique et environnementale.

-Des effets sur le paysage (esthétique), problème de bruit, d'interférences électromagnétiques.

-L'énergie éolienne est dépendante de la topographie, de la météo et de l'environnement.

D: la France

En France, les centrales éoliennes de production d'électricité sont en pleine expansion sur une grande partie du territoire. L'Aude et la Bretagne sont des zones géographiques pionnières en la matière.

Voici nos différents parcs et leurs rendements :

auvergne 39 MWBasse-Normandie 12 MW

bourgogne 0 MWBretagne 125 MW

centre 55 MWChampagne-Ardenne 81 MW

corse 18 MWDOM-TOM 56 MW

Franche-Comté 0 MWHaute-Normandie 12 MW

Ile-de-France 0.06 MWLanguedoc-Roussillon 162 MW

limousin 9 MWlorraine 65 MW

Midi-Pyrénées 25 MW

Nord-Pas-de-Calais 62 MWpaca 21 MW

pays de la Loire 23 MWPicardie 60 MW

Poitou-Charentes 9 MWRhône-Alpes 41 MW

En 2011, le parc éolien français a produit plus de 11,9 millions de mWh d’électricité, soit 2,5% de notre consommation intérieure d’électricité. Cela représente l’équivalent de la consommation domestique, chauffage compris, de près de 5millions de personnes.

Fin 2011, l’énergie éolienne représente plus de 10% de la consommation domestique dans 6 régions françaises (Champagne-Ardenne, Picardie, Lorraine, centre, Bretagne et Languedoc-Roussillon). Elle atteint jusqu’à 50% de la consommation domestique en Champagne-Ardenne, qui figure en tête des régions de France (970mW raccordés)À fin 2012, la région Champagne-Ardenne sera en mesure de produire l’équivalent de presque 70% de sa consommation domestique avec ses éoliennes. Pour 11 départements, la production éolienne représentera plus de 50% de la consommation domestique, chauffage compris: les Ardennes, la Meuse, la Haute-Marne, l’aube, l’Aude, l’Eure-et-Loir, la somme, la Lozère, l’Aisne, l’Ariège et l’Indre. En 2020, selon les projections du Grenelle de l’environnement, le parc éolien français produira 55millions de mWh, soit 10% de la consommation électrique de notre pays.3695 éoliennes sont actuellement en service en France métropolitaine, et 445 dans les DOM-TOM

E   : l’Europe

L’Union européenne dispose à présent en éolien de l’équivalent de 39 centrales nucléaires ou de 72 millions de tonnes de charbon par an, de quoi alimenter intégralement en électricité 57 millions de foyers.

L’association européenne EWEA (European Wind Energy Association) a annoncé que le 27 septembre 2012 l’Union européenne a passé le seuil symbolique de 100 gigawatts de puissance éolienne installée. De quoi fournir la consommation totale en électricité de 57 millions de foyers, indique l’association, avec l’équivalent de 39 centrales nucléaires.

Il a fallu 20 ans pour installer les 10 premiers GW reliés au réseau, puis 13 ans seulement pour les 90 GW suivants. La moitié de la puissance éolienne européenne totale a été installée dans les six dernières années.

Il faudrait brûler 72 millions de tonnes de charbon chaque année (alimentant 62 centrales au charbon) pour rivaliser avec cette production éolienne. Ce qui, a calculé l’EWEA, nécessiterait pour les acheminer 750.000 wagons d’une longueur totale de 11.500 kilomètres, « la distance de Bruxelles à Buenos Aires en Argentine », a déclaré Christian Kjaer, président de l’EWEA.

EDF Energies Nouvelles annonce la mise en service au Portugal de la dernière tranche du parc éolien de Ventominho. Avec une capacité totale de 240 MW connectée au réseau en un seul point, la plus grande centrale éolienne terrestre d’Europe, est désormais intégralement opérationnelle.

F: Dans le Monde

1) En fonction de la structure énergétique des pays

-L’énergie éolienne peut s’intégrer avantageusement dans les pays dont l’organisation de production énergétique s’appuie sur les énergies fossiles. Sa nature variable est bien équilibrée par la disponibilité des centrales à gaz, pétrole ou charbon. C’est par exemple le cas de l’Allemagne.

-En revanche dans les pays dont la structure de production énergétique est fondé sur des sources moins facile à maitriser, donc moins à même à répondre aux changements brutales de la demande d’électricité, l’énergie éolienne est moins adaptée. C’est notamment le cas de la France et de ses réacteurs nucléaires.

2) Les grandes puissances économiques investissent dans l'éolien

Les Etats-Unis affichent la plus forte progression en 2007 avec 5 200 nouveaux Millions de Watts installés, suivis par l’Espagne et la Chine, ajoutant effectivement 3 500 et 3 400 MW à leur capacité totale. L’énergie éolienne est ainsi devenue l’un des principaux acteurs du marché énergétique mondial, avec près de 25 milliards d’euros annuels investis dans la construction de nouveaux équipements.

En 2012, les parts de marché mondiales des principaux fabricants d'éoliennes selon BTM Consult étaient les suivantes(4) :

GE Wind (États-Unis) avec 15,5% ;Vestas (Danemark) avec 14,0% ;Siemens (Allemagne) avec 9,5% ;Enercon (Allemagne) avec 8,2% ;Suzlon (Inde) avec 7,4% ;Gamesa (Espagne) avec 6,1% ;Goldwind (Chine) avec 6,0% ;United Power (Chine) avec 4,7% ;Sinovel (Chine) avec 3,2% ;Mingyang (Chine) avec 2,7% ;

3)la plus grande éolienne au monde

La plus grande éolienne du monde fait partie de la marque E-126 d’Enercon et représente 135 mètres de haut pour 127 mètres de diamètre. Elle est capable de consommer7MW de quoi alimenter 5000 foyers en électricité à elle seule. Elle se trouve en Allemagne

G   : les différentes éoliennes

1) L’éoliennes offshore (marine)

C’est éoliennes sont marines. Actuellement en fort développement en Europe du Nord, les éoliennes offshore offrent un bon rendement. Il existe même des éoliennes sous-marines. Mais ces équipements doivent être proches des côtes, afin d'éviter les déperditions d'énergie lors du transport.

Par ailleurs, l'accès aux turbines est difficile, ce qui complique et augmente le coût de l'installation et des opérations de maintenance. Le matériel doit être résistant aux intempéries et inclure des mécanismes de déshumidification. Le cout des câbles sous-marins doit également être pris en compte.

2) L’éolienne onshore (terrestre)

Les éoliennes terrestres sont de plus petite taille et peuvent répondre aux besoins de particuliers ou petits producteurs agricoles. Les éoliennes utilisées dans ce cas fonctionnent selon les mêmes principes de conversion de l’énergie cinétique du vent. Leur puissance varie entre 0,1 et 36 kW. Ces éoliennes peuvent alimenter des bâtiments isolés non reliés au réseau électrique ou bien être raccordées au réseau afin de vendre la production électrique.

Le plus grand parc éolien onshore européen construit est le  Parc éolien de Ventominho au Portugal comportant 120 éoliennes Enercon (240MW) et est exploité par  EDF Energies Nouvelles.

H: la Corée du Sud

Apres l’Europe, la chine et les Etats Unis, c’est au tour de la Corée du Sud de développé l’énergie éolienne, le gouvernement Sud-Coréen entend construire un grand parc éolien sur la côte sud-ouest(à 30 kilomètres de Buan et Yeonggwang) offshore dans le cadre d’un plan de développement des énergies renouvelables. dans un premier temps, 20 éoliennes « expérimentales » d’une capacité annuel de 5 mégawatts seront implantées d’ici 2013, après quoi le projet pourrait être étendu à une plus grande envergure, avec un objectif total de 2500 mégawatts en 2019.

Depuis le début des années 2000, on a pu apercevoir une forte augmentation des capacités de productions.

Fin 2002 : 16 MW (- %) Fin 2003 : 19 MW (+18.8 %) Fin 2004 : 23 MW (+21.1 %) Fin 2005 : 119 MW (+417.4 %) Fin 2006 : 176 MW (+47.9 %) Fin 2007 : 192 MW (+9.1 %) Fin 2008 : 278 MW (+44.8 %) Fin 2009 : 348 MW (+25.2 %) Fin 2010 : 379 MW (+9 %) Fin 2011 : 406 MW (+7.2 %) Fin 2012 : 483 MW (+19 %)

Voici quelques-uns des 45 parcs éoliens construits :

- Changjuk (16 000 kW, 8 éoliennes)

- Doosan - Jeju (60 000 kW, 20 éoliennes)

- Gangwon (98 000 kW, 49 éoliennes)

- Taegisan (40 000 kW, 20 éoliennes)

- Demonstrative offshore windpark of Jeju island (5 000 kW, 2 éoliennes)

- Busan

Les principaux constructeurs sont :

Doosan

Hyosung

Hyundai

Samsung

Unison