Les réveils des parcs éoliens offshore peuvent réduire la puissance générée par les fermes voisines – un problème qui devient plus répandu à mesure que les turbines deviennent plus grandes et plus nombreuses
Les turbines extraient l'énergie du vent, ralentissant le vent dans leur sillage
Imaginez que vous venez de vous construire une belle nouvelle maison avec une vue imprenable sur certaines montagnes voisines. Mais, en quelques mois, quelqu'un d'autre commence à construire une maison juste devant la vôtre, bloquant votre vue. Un différend de quartier semble inévitable.
Un scénario similaire se déroule à travers l'Europe du Nord avec le développement rapide de nouveaux parcs éoliens offshore. Alors que le fond marin devient de plus en plus encombré de nouvelles turbines, les développeurs craignent que de nouveaux parcs éoliens puissent «voler» le vent à des sites existants.
Le problème réside dans les réveils du parc éolien. «Le travail d'une turbine est de faire pivoter un ensemble de lames qui extraient l'énergie du vent entrant. Mais, lorsque vous extrairez cette énergie, vous laissez alors une énergie beaucoup plus faible», explique Pablo Ouro à l'Université de Manchester, au Royaume-Uni. Cela crée une région de «vent à faible vitesse», dit-il, qui peut s'étendre pour des dizaines de kilomètres.
Le problème est devenu essentiel car davantage de parcs éoliens offshore sont apparus et que les turbines sont devenues plus grandes et plus puissantes, créant de plus grands réveils. Selon Sarim Sheikh, qui a précédemment précédemment dirigé ses ressources éoliennes, au moins une douzaine de litiges ont éclaté parmi les développeurs à énergie propre au Royaume-Uni alors qu'ils se bousculent pour protéger leurs ressources éoliennes contre les projets voisins.
«Les effets de réveil n'ont rien de nouveau. Il est là depuis le tout début du développement du parc éolien», explique Sheikh. «Ce qui a changé au cours des dernières années a été l'échelle rapide de la croissance de la taille des éoliennes.»
Les estimations de l'impact financier des pertes de sillage varient. Les recherches publiées l'année dernière par une équipe de l'Université de Bergen en Norvège suggèrent que les réveils éoliens peuvent s'étendre jusqu'à 50 kilomètres et réduire les ressources éoliennes disponibles pour les fermes en aval de 20%. D'autres estimations des chercheurs aux États-Unis suggèrent des swets pourraient affecter les rendements de plus de 30% dans certaines conditions sévères.
La plupart dans l'industrie éolienne, travaillent sur l'hypothèse que les réveils peuvent réduire le rendement des parcs éoliens à proximité bien inférieurs à 10%. «Les grands nombres sont, dans l'ensemble, de prendre un scénario extrême et spécifique», explique Joel Manning chez Royaume-Uni Consultancy K2 Management, qui effectue une analyse des rendements énergétiques pour les développeurs de vent.
Mais même les pertes de rendement de quelques pour cent peuvent avoir un impact énorme sur une industrie travaillant dans des marges de plus en plus étroites. «C'est quelque chose qui est une inquiétude, en particulier d'un point de vue d'investissement et de la rentabilité des projets existants ou futurs», explique Ouro. En fin de compte, l'incertitude financière et la rentabilité réduite pourraient entraîner une augmentation des prix de l'électricité et une capacité réduite.
Au Royaume-Uni, le gouvernement veut augmenter considérablement l'énergie éolienne offshore pour en faire l'épine dorsale du futur réseau de puissance propre du pays. Il a fixé un objectif pour augmenter la capacité des 15 Gigawatts actuellement en service aujourd'hui à 43 à 50 Gigawatts d'ici la fin de la décennie.
L'évaluation avec précision de l'impact des effets de sillage est donc cruciale pour les objectifs climatiques du Royaume-Uni, explique Ouro. «Net Zero ne concerne pas la capacité, le nombre de gigawatts que nous installons. C'est le nombre d'heures de gigawatt (d'électricité) que nous pouvons produire.»
Le mois dernier, l'Université de Manchester a lancé une évaluation nationale pour tenter de quantifier le problème des développements britanniques. OURO dirige le projet de 12 mois, qui fonctionnera avec les développeurs éoliens offshore pour modéliser la façon dont les parcs éoliens qui seront opérationnels en 2030 affecteront les rendements de ceux qui se produisent actuellement de l'électricité. Ce sera la première évaluation du genre dans les eaux britanniques.
«Le plus grand résultat est que nous pouvons informer les futurs sites de location… afin que nous puissions réduire les effets de sillage», explique Ouro. Cela pourrait signifier peaufiner les limites des sites de parcs éoliens pour inclure des «zones tampons» plus grandes entre les fermes voisines, par exemple, ou la modification de l'orientation des sites pour réduire l'effet de sillage. «Si nous devions fournir des informations sur l'endroit où mettre de futures turbines, si nous l'améliorions un peu, ce serait un énorme succès, car c'est un avantage pour les contribuables et tout le monde», explique Ouro.
Mais les planificateurs doivent trouver un équilibre entre maximiser la puissance des eaux britanniques et garantir que le pays reste attrayant pour les développeurs offshore. D'autres nations rencontrent les mêmes problèmes et regardent de près la réponse du Royaume-Uni. «Ce n'est pas seulement un problème de mer du Nord. C'est vraiment un problème international», explique Eirik Finserås au cabinet d'avocats norvégien Wikborg Rein.
Entre-temps, les entreprises ayant des sites déjà en développement ou en construction se battent dans les systèmes de planification et juridiques pour protéger leurs ressources éoliennes. Certains établissent des «accords de sillage de vent» qui pourraient inclure une compensation pour les parcs éoliens touchés, ainsi que des accords pour concevoir de nouveaux sites pour minimiser les impacts en aval.
Pourtant, malgré la préoccupation concernant les réseaux éoliens, le Royaume-Uni reste un marché mondial pour les développeurs éoliens offshore, aidés par des politiques gouvernementales favorables et des contrats de tarification généreux. Pour de nombreux développeurs, cela vaut la peine de risquer des problèmes avec les voisins.
