Memoire Online - Contrôle de l'énergie reactive dans un parc éolien

Chapitre I : État de l'art des

systèmes éoliens

Chapitre I : État de l'art des systèmes éoliens.

I.1 Introduction

L'énergie électrique est l'énergie la plus utilisée et développée dans le monde car cette dernière est le facteur le plus important pour le développement et l'évolution de la race humaine.

Afin de répondre aux besoins en énergie électrique qui ne cessent d'augmenter massivement ces dernières années, plusieurs sources d'énergie renouvelables et non renouvelables sont exploitées. Parmi les sources les plus exploitée on trouve l'énergie éolienne.

Le principal intérêt envers cette source d'énergie renouvelable est son caractère écologique, surtout dans le contexte actuel où la terre entière subit les conséquences du réchauffement climatique.

Dans ce chapitre, nous avons fait une étude de l'état de l'art des éoliennes et les diverses technologies des aérogénérateurs et leurs principales caractéristiques, les différents types, ainsi que les différentes configurations.

I.2 Définition de l'énergie éolienne

L'éolienne produit de l'électricité grâce à la force du vent, une source d'énergie renouvelable inépuisable et gratuite, il existe deux grands types d'installation d'éoliennes le parc terrestre dit (onshore) et le parc implanté en mer a plusieurs Km au large des côtes (offshore).

L'éolienne peut mesurer jusqu'à 120m l'hélice appelée rotor est composée en général de trois pales se met à tourner sous l'effet d'un vent d'au moins 10Km/h, la nacelle sur la quel elle est fixée s'oriente automatiquement pour être toujours face au vent et les palles pilote pour captée un maximum de vent.

Si le vent dépasse 90km/h l'éoliennes s'arrête automatiquement de fonctionnée pour des questions de sécurité, dans la nacelle l'hélice fait tournée un axe sa vitesse de rotation n'est tant pas suffisante pour générer de l'électricité un multiplicateur augmente cette Vitesse jusqu'à atteindre les 1500tr/min et la transmet à un second axe qui fait à son tour tournée un alternateur.

Dans l'alternateur l'interaction entre les électro-aimant du rotor et les bobine du stator la produit un courant électrique, un transformateur situé à l'intérieur du mat élevé la tension de ce courant a 20 000V. L'électricité est ensuite acheminé par un câble sous terrain ou sous-marin et sera élevé à 400 000V par un poste de transformation pour être transporté facilement à travers les

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lignes haute tension du réseau, régulièrement tous les composant de l'éoliennes son surveillée et contrôlé.

L'électricité d'origine éoliennes n'émet pas de gaz à effet de serre contenue de l'intermittence de la production liée à la force du vent elle est utilisée en complément d'autre source d'énergie pour répondre au besoin en électricité. La figure I.1 représente le principe de fonctionnement d'une éolienne.

Figure I.1-conversion de l'Energie cinétique du vent [3].

I.3 Origine de l'énergie éolien

L'histoires éoliennes remonte à plus de 2000 ans. Ils ont été utilisés principalement pour pomper l'eau et pour moudre les céréales. Dès le 13e siècle, les moulins à vent à axe horizontal ont jouer un rôle très essentiel dans l'économie rurale. Les moulins à vent hollandaise (figure I.2 et figureI.3) ont été construits en grand nombre aux 17e et 18e siècles en Europe. [3]

Figure I.2-Moulin à vent hollandais avec queue pour orientation automatique [4].

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Les éoliennes produisent de l'électricité depuis 1888. Par rapport à d'autres sources d'énergie renouvelables, comme le photovoltaïque, au début du 19e siècle le développement des éoliennes n'as pas cessé de croitre et a permis au moulin occidental d'apparaitre, on le trouve dans les zones rurales, surtout aux États-Unis, jusqu'au début du 20e siècle et jusqu'à aujourd'hui. La révolution et le développement des convertisseurs d'énergie éolienne ont été développées dans les années 1920, mais ce n'est que dans les années 1980 qu'elles ont était exploité et utilisé en tant qu'élément important dans la convention et l'exploitation des énergie renouvelables [3].La première théorie appropriée a été publiée le début du19ème siècle (Joukovski 1907).

Les éoliennes modernes sont généralement construites comme des machines à rotation rapide avec un arbre horizontal, une disposition au vent et, de préférence, avec un moteur à combustion interne et de préférence 3 pales de rotor. La puissance des machines a régulièrement augmenté de sorte que la puissance moyenne installée par unité est actuellement supérieure à 1.700kW. Pour les parcs éoliens en mer, des puissances allant jusqu'à 6.000 kW sont en phase de développement. [3].

Figure I.3-Moulin à vent (moulin à vent terrestre hollandais) avec voiles à ressort [4].

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I.4 Situation actuelle de l'énergie éolienne dans le monde

Pour se remettre économiquement de la crise covid-19, les gouvernements du monde entier mettent en place des plans de relance pour soutenir les industries qui stimuleront la croissance économique. Le secteur de l'énergie est une industrie clé pour alimenter l'activité économique, cependant, et c'est pour cela que l'année 2020 a été la meilleure année de l'histoire pour l'industrie éolienne mondiale avec 93 GW de nouvelles capacités installées - soit une augmentation de 53 % par rapport à l'année dernière mais cette croissance n'est pas suffisante pour garantir que le monde atteigne le zéro net d'ici 2050. [5] Le monde doit installer l'énergie éolienne trois fois plus rapidement au cours de la prochaine décennie afin de rester sur une voie zéro nette et d'éviter les pires impacts du changement climatique. [5]

Grâce aux innovations technologiques et aux économies d'échelle, le marché mondial de l'énergie éolienne a presque quadruplé au cours de la dernière décennie et s'est imposé comme l'une des sources d'énergie les plus rentables et les plus résilientes au monde. En 2020, une croissance record a été tirée par une vague d'installations en Chine et aux États-Unis - les deux plus grands marchés mondiaux de l'énergie éolienne - qui ont installé ensemble près de 75 % des nouvelles installations en 2020 et représentent plus de la moitié de la capacité éolienne totale du monde. [5]

Aujourd'hui, il existe environ 743 GW de capacité éolienne dans le monde, ce qui permet d'éviter plus de 1,1 milliard de tonnes de CO2 dans le monde - soit l'équivalent des émissions annuelles de carbone de l'Amérique du Sud. [5]

Pourtant, comme la technologie de l'énergie propre avec le potentiel de décarbonisation le plus élevé par MW, le taux actuel de déploiement de l'énergie éolienne ne sera pas suffisant pour atteindre la neutralité carbone d'ici le milieu de ce siècle, et des mesures urgentes doivent être prises par les décideurs dès maintenant pour intensifier l'énergie éolienne au rythme nécessaire [5]

En 2020, le marché annuel de l'éolien (onshore et offshore combinés) dans toutes les régions l'Europe, l'Afrique et le Moyen-Orient a enregistrée une augmentation de 32,2 GW annuel provenant du marché de l'éolien terrestre [5] : la Chine 24,6 GW, les États-Unis 7,8 GW, l'Amérique latine 1,0 GW, cependant, l'année 2020 a été une année difficile pour le marché indien de l'éolien terrestre. Outre les défis d'acquisition de terrains, de connexion au raccordement au réseau et l'obtention de permis, la pandémie de COVID-19 a sérieusement touché le marché et a provoqué des retards dans l'exécution des projets de construction. Les nouvelles installations en

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Afrique et au Moyen-Orient ont diminué de 7 MW par rapport à l'année précédente, principalement en raison de la faiblesse relative des installations en Afrique du Nord, notamment en Égypte et au Maroc. Nouvelles installations d'éoliennes en mer ont légèrement diminué par rapport à 2019, ce qui s'explique principalement par la faiblesse de l'activité dans les deux plus grands marchés offshore européens : le Royaume-Uni et l'Allemagne. [5].La figure I-4 montre l'évolution des éoliennes installer dans le monde en Gw entre 2001 et 2020.

Figure I.4-Capacité éolienne installée dans le monde entre 2001 et 2020 en GW [5].

I.5 Composants d'une éolienne

Il existe plusieurs configurations possibles d'éoliennes. Cependant, une éolienne classique se compose généralement de trois éléments principaux : tout d'abord, le mât, qui est un tube d'acier ou un treillis métallique, utilisé pour éviter les perturbations près du sol. Cependant, la quantité de matériel mis en oeuvre représente un coût non négligeable et le poids doit être limité [6]. Il est préférable de prendre un mât d'une taille supérieure ou légèrement supérieur au diamètre du rotor de l'éolienne.

Le deuxième élément d'une éolienne est la nacelle, qui rassemble tous les éléments mécaniques permettant de coupler l'éolienne à un moteur. Le générateur électrique de l'éolienne : le frein le système de régulation électrique et le multiplicateur. Le frein à disque, qui est différent du frein aérodynamique, permet d'arrêter le système en cas de surcharge éventuelle. Le générateur qui est généralement composé d'une machine synchrone ou asynchrone et d'un pilotage

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hydraulique ou électrique des pales (frein aérodynamique) et de la nacelle la figure I.5 représente les composants d'une éolienne. [6]

Figure.I.5-Composants d'une éolienne [7].

I.6 Classification des turbine éoliennes

Ils existent deux types de turbine éoliennes :

I.6.1 Éolienne à axe horizontal

Les éoliennes à axe horizontal mesurent environ 10 à 35m de haut et produisent au maximum 36kW contre 2 à 6mW pour les grandes éoliennes selon leurs tailles.

Presque tous les systèmes d'énergie éolienne dans le marchée utilisent des éoliennes de type horizontal. L'axe de rotation est horizontal. Le principal avantage de l'éolienne de type horizontal est que quand on utilise le contrôle du pas des pales, la vitesse du rotor et la puissance de sortie peuvent être contrôlées. [8]

Le contrôle du pas des pales protège également l'éolienne contre la survitesse lorsque la vitesse du vent devient dangereusement élevée. Le principe de base d'une éolienne à axe horizontal est basé sur des concepts similaires à ceux d'une hélice. [8]

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Le développement des hélices améliore largement les performances et le rendement de la production et la qualité de l'énergie électrique. La figure I.6 représente une éolienne à axe horizontal.

Figure I.6-éolienne a axe horizontal [9] .

I.8.2 Eolienne a axe vertical

Les éoliennes à axe vertical sont plus onéreuses que les éoliennes à axe horizontal et de conception plus complexes mais s'adaptent plus facilement à des zones de vent irrégulier. Une éolienne à axe vertical est surtout utile dans les endroits où il n'y a pas beaucoup de place : en ville, sur le toit d'un immeuble par exemple. [10]

Les éoliennes à axe vertical existent en deux type Darrieus (figure I.7) et Savonius (figure I.8) du nom de leurs inventeurs, une éolienne de type Darrieus peut produire jusqu'à 5000kWh/an c'est petite éolienne encore peut répondus peuvent être utilisé pour des petite puissance sur des sites isolée dite off-grid ou en auto consommation.

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Figure I-7-éoliennes axe vertical de Darius [9].

Elles sont peu encombrantes, et ne nécessitent pas de systèmes d'orientations et sont simples à installer. Par contre, elles ont un faible rendement et ne démarrent pas toutes seules. [10]

Ces dernières ont un rapport de vitesse de pointe très faible et un faible coefficient de puissance, elles ne sont donc utilisées que dans des systèmes d'énergie éolienne de très faible puissance. [8]

Figure I-8. Éoliennes de type Savonius [9].

Le générateur à axe vertical a une conception simple. L'arbre est vertical, de sorte que le générateur est monté sur le sol et la tour n'est nécessaire que pour monter les pales.

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Les inconvénients sont le rapport de vitesse de pointe et la puissance de sortie qui sont très faibles par rapport aux générateurs à axe horizontal. La turbine a besoin d'une poussée initiale pour démarrer ; elle n'est pas auto-démarrante.Il n'est pas non plus possible de contrôler la puissance de sortie en faisant pivoter les pales du rotor. [8]

Ces éoliennes utilisent généralement des batteries pour emmagasinée l'énergie produite un régulateur de charge protèges les batteries de la surcharge dans le cas de l'autoconsommation un convertisseur permet lorsque les batteries son assez chargé de transformer le courant continue des batteries en ça et d'apporté un complément d'énergie pour la consommation personnelle du lieu. Lorsque les batteries son pleines le surplus d'énergie est injecté dans le réseaux électrique.

I.7 Les différents types d'éoliennes

En général, les turbines éoliennes peuvent être divisés en deux types :

I.7.1 Éolienne à vitesse fixe

Eolienne à vitesse fixe génère une vitesse fixe et constante grâce a son système mécanique d'orientation des pales. Cette vitesse est déterminée par le rapport du réducteur, la fréquence du réseau et le nombre de pole de la génératrice. La vitesse de son rotor varie a une dans une plage terminisme de l'ordre de 1a 2% de la vitesse nominal. Étant donné que la vitesse de son rotor ne peut pas varier, le changement aléatoire de la vitesse du vent affecte directement le couple de la chaine cinématique de l'éolienne, entraînant des charges structurelles plus élevées qu'en cas de fonctionnement à vitesse variable.

Une éolienne à vitesse fixe est constituée d'un générateur asynchrone à cage d'écureuil, cette dernière est directement couplée au réseau.

Cependant, les turbines à vitesse constante doivent être plus robustes mécaniquement que les turbines à vitesse variable [11] [8]. La figure I.9 représente la structure d'une éolienne à vitesse fixe directement connecter au réseau.

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Figure I-9 Structure d'une éolienne a vitesse fixe à base de machine asynchrone à cage [12].

I.7.2 Éolienne à vitesse variable

La figure I .10 représente la structure d'une éolienne a vitesse variable connectée au réseau. Les éoliennes à vitesse variable peuvent atteindre une efficacité de conversion et fournir de l'énergie dans une large gamme de vitesses de vent. La turbine change continuellement sa vitesse de rotation en fonction de la vitesse du vent afin de maximiser la puissance produite. Dans ces circonstances la vitesse spécifique ?? représente la vitesse de la pale par rapport à la vitesse du vent, cette dernière peut être maintenu a sa valeur optimale afin d'extraire le maximum d'énergie possible. Afin de rendre la vitesse de la turbine réglable, l'éolienne est raccordée au réseau électrique travers un convertisseur de puissance. [13]

Figure I-10. Structure d'une éolienne a vitesse variable connectée au réseau. [12]

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Le tableau ci-dessous, représente les principaux avantages et inconvénients des turbines à vitesse variable, comparé aux turbines à vitesse fixe.

Tableau I-1. Comparaison entre une éolienne à vitesse fixe et une éolienne à vitesse

variable.

Type d'éolienne		Avantage		Inconvénients	Éolienne à vitesse fixe
·	Simple, robuste, et fiable	·	Rendement en énergie produite faible.
·	Faible cout de construction.	·	Fluctuation aléatoire de la puissance
·	Faible cout de maintenance.		produite.	Éolienne à vitesse variable
·	Rendement élevé en conversion d'énergie.	·	Cout élevé de construction.
·	Puissance électrique de meilleure qualité.	·	Perte en puissance asse importante du au
·	Stresse mécanique		convertisseur.
	réduit.	·	Contrôle du système plus compliqué.

I.8 Quelques notions de conversion de l'énergie éolienne I.8.1 Énergie cinétique du vent - conversion en énergie mécanique

La théorie du disque traversé par une vitesse de vent explique de manière très simple le processus d'extraction de l'énergie cinétique du vent. L'énergie cinétique du vent, basé sur des bilans énergétiques et l'application de l'équation de BERBOULLI. [14]

Le rotor du vent captant l'énergie est vu comme un disque poreux, qui provoque une diminution de la quantité de mouvement du flux d'air, ce qui entraîne un saut de pression dans la face du disque et une déviation des flux en aval (figure 1.11). [14]

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Figure I.11-Schéma de l'écoulement d'un fluide à travers un disque. [14]

La théorie de la quantité de mouvement est utilisée pour étudier le comportement de l'éolienne et pour mettre en place certaines hypothèses, l'air est incompressible, le mouvement du fluide est régulier et que les paramètres étudiés sont fluides est régulier, et les variables étudiées ont la même valeur sur une section donnée du tube de courant d'air.

Le tube de courant d'air la puissance contenue sous forme d'énergie cinétique dans le vent traversant à une vitesse ???? la surface A₁, est exprimée par l'équation I.1 : [14]

?? (I.1)

???? = 2 A₁????³

Avec :

?? :la densité de l'aire. ?? 1,2????/??^3.

L'éolienne ne peut récupérer qu'une partie de cette puissance, cette puissance est exprimé par l'équation I.2:

?? (I.2)

???? = C?? 2 R2 ??????

Avec :

R: Le rayon des pales de l'éolienne. C??: Le coefficient de puissance.

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?? ?? : Exprime l'efficacité de l'éolienne dans la transformation de l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique. Le coefficient est exprimé en fonction de la vitesse du vent, de la vitesse de rotation de l'éolienne, de la vitesse de rotation du rotor, de l'angle d'inclinaison ?? [14].

?? ?? est souvent donné en fonction du rapport de vitesse de pointe ?? qui est définit par :

?? Ù??

?? = ????

(I.3)

La valeur maximale théorique de ?? ?? est définit par la loi de BETZ:

?? ???????? =

16

27

(I.4)

= 59.3% = 0.593

Le couple rotorique est obtenu à partir de la puissance générée et de la vitesse de rotation de la turbine :

????

???? = Ù??

??????²??_??³ ??????³??_??² ??????³??_??²

= ???? = 2?? ???? = 2 ????

²Ù??

(I.5)

Où ???? est le coefficient du couple. Le coefficient de puissance ?? ?? ,et le couple sont liés par l'équation I.6:

?? ??(??) = ??????(??) (I.6)

Les éoliennes à marche lente sont munies d'un grand nombre de pales (entre 20 et 40), leur inertie importante impose en général une limitation du diamètre à environ 8 m. Leur coefficient de puissance représentée dans la figure I.12, atteint rapidement sa valeur maximale lors de la montée en vitesse mais décroît également rapidement par la suite. Les éoliennes à marche rapide sont beaucoup plus répandues et pratiquement toutes dédiées à la production d'énergie électrique elles possèdent généralement entre 1 et 3 pales fixes ou orientables pour contrôler la vitesse de rotation. Les pales peuvent atteindre des longueurs de 60 m pour des éoliennes de plusieurs mégawatts. [1]

Les éoliennes tripales sont les plus utilisées car elles représentent un inconvénient entre les vibrations causées par la rotation et le coût de l'éolienne. De plus, leurs coefficients de puissance comme le montre la figure 1-12 atteint une valeur plus élevée et diminue lentement quand la vitesse augmente. Ils fonctionnent à une vitesse du vent plus élevée que 3 m / s.

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Figure I.12-Évolution typique du rendement aérodynamique en fonction de la vitesse relative X et du modèle d'éolienne [15]

I.8.2 Conversion de l'énergie cinétique du vent en énergie électrique

Le principe de conversion de l'énergie cinétique en énergie électrique est représenté sur la figureI.13.

Au niveau de la nacelle le mouvement du rotor est transmis à l'arbre long, la vitesse de rotation de l'arbre long est augmentée par le multiplicateur c'est la boite de vitesse de l'éolienne, le générateur fonctionne sur le principe de la dynamo il convertit l'énergie cinétique en énergie électrique.

Le freint permet de stopper le mouvement du rotateur il est utilisé qu'en cas d'urgence, sur le toit se trouve les capteurs pour le pilotage de l'éoliennes.

Les grandes éoliennes à axe horizontal regroupée dans un parc éolien. Son hauteur est d'une centaine de mettre pour un diamètre d'environ 50m. Les plus grandes qui sont les plus puissante peuvent dépasser 120m de diamètre, la hauteur du mat est primordiale pour capter le vent et optimisé la production de l'énergie électrique. Le rotor et le stator se trouve dans la nacelle située en haut du mat qui est orientable pour suive la direction du vent. L'électricité produite est acheminée par câble jusqu' au transformateur situé en bas du mat qui permet d'augmenter la tension de sortie. L'éolienne peut ainsi injecter dans le réseau électrique un courant alternatif en

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20 000V dans le domaine de haute tension. L'électricité est convertie en basse tension à travers des postes de basse tension.

Figure I.13-Chaine de conversion d'une éolienne [16].

I.8.3 Les différentes topologies d'alimentation de la MADA

I.8.3.1 MADA à énergie rotorique dissipé

Cette configuration à vitesse variable est représentée par la (figure I.14), le stator est relié directement au réseau, alors que le rotor est connecté au redresseur. Une charge résistive est reliée au redresseur à travers d'un hacheur à IGBT ou GTO. Afin de fonctionner en vitesse variable tout en restant dans la partie stable de la caractéristique couple/vitesse de la machine asynchrone à double alimentation et varier l'énergie dissipé ; le contrôle de l'IGBT est primordial. [17].

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Figure I.14-MADA avec contrôle du glissement par l'énergie dissipée [18].

I.8.3.2 MADA structure de Kramer

Afin de minimiser les pertes d'énergie dues à la configuration précédente, le hacheur et la charge résistive sont remplacés par un onduleur qui renvoie l'énergie de glissement vers le réseau comme le montre la figure I.15.

Figure I.15-Structure de Kramer [18].

L'association du redresseur et de l'onduleur son dimensionné en fonction de la puissance nominale de la machine, cette configuration peut être avantageuse que si la taille des convertisseurs peut être réduite para port à la puissance nominale de la machine. Les thyristors utilisé dans

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l'onduleur nuit au facteur de puissance. Le redresseur permet uniquement de transférer l'énergie du rotor de la machine vers le réseau, cela rend le système non producteur d'énergie que si la vitesse de rotation est supérieure au synchronisme. Dans cette configuration le glissement est maintenu inférieur à 30% [1].

I.8.3.3 MADA structure de Scherbius avec cyclo convertisseur

Afin de permettre un échange de flux d'énergie bidirectionnel entre le rotor et le réseau, la combinaison entre le redresseur et onduleur peut être remplacée par un cyclo convertisseur (figure 1-16), cette architecture est appelée structure de Scherbius [1].

Figure I.16-Structure de Scherbius avec cyclo convertisseur. [18]

Afin de maintenir un fonctionnement optimal du système, les variations du glissement doivent être inférieures à 30%, si ces variations son positives alors le système va fonctionner en mode hypo synchrone et si ces variations son négative alors le système vas fonctionner en mode hyper synchrone [18].

Le principe du cyclo convertisseur est de prendre des fractions des tensions sinusoïdales du réseau afin de reproduire une onde de fréquence inférieure génère par conséquent des perturbations harmoniques importantes qui nuisent au facteur de puissance du dispositif [1]. Les progrès de l'électronique de puissance ont conduit au remplacement du cyclo convertisseur par une structure à deux convertisseurs à IGBT commandés en MLI [1] .

I.8.3.4 MADA structure de Scherbius avec convertisseur MLI

Cette structure est représentée dans la figure I.17 elle a les mêmes caractéristiques que la structure de Scherbius avec cyclo convertisseur. Contrairement à la structure citée précédemment

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cette structure utilise deux ponts triphasés d'IGBT commandables à l'ouverture et à la fermeture et leur fréquence de commutation est plus élevée que celle des GTO [17].

Le gain se répercute sur des perturbations moins importantes (rejet des premiers harmoniques non nuls vers les fréquences élevées par la commande MLI grâce à la commandabilité du convertisseur rotorique la MADA peut fonctionner en mode hypo et hyper synchrone le contrôle du facteur de puissances pourras être établie. [17]

Figure I.17-Structure de Scherbius avec convertisseurs MLI. [18]

I.9 Avantages et inconvénients des systèmes d'énergie éolienne :

L'énergie éolienne offre de nombreux avantages, ce qui explique pourquoi elle est la source d'énergie qui connaît la plus forte croissance dans le monde. Les efforts de recherche visent à relever les défit pour accroître l'utilisation de l'énergie éolienne.

I.9.1 Avantages :

Les systèmes d'énergie éolienne sont alimentés en énergie par le vent qui circule naturellement, peut être considérée comme une source d'énergie propre. L'énergie éolienne ne pollue pas l'air comme les centrales électriques qui utilisent des combustibles fossiles, tels que le charbon ou le gaz naturel. Les éoliennes ne produisent pas d'émissions atmosphériques à l'origine des pluies acides ou des gaz à effet de serre.

L'énergie éolienne est disponible en tant que source d'énergie domestique dans le monde entier et n'est pas limitée à quelques pays seulement, comme c'est le cas pour le pétrole.

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L'énergie éolienne est l'une des technologies d'énergie renouvelable les moins chères disponibles aujourd'hui.

Les éoliennes peuvent également être construites sur des fermes ou des ranchs, ce qui profite à l'économie dans les zones rurales, où se trouvent la plupart des meilleurs sites éoliens. Les agriculteurs et les éleveurs peuvent continuer à utiliser leurs terres car les éoliennes n'utilisent qu'une petite fraction du terrain [19].

I.9.2 Inconvénients :

L'énergie éolienne doit concurrencer les sources de production d'énergie conventionnelles sur la base des coûts. Selon le profil du vent sur le site, le parc éolien peut être ou non être aussi compétitif qu'une centrale à combustible fossile. Même si le coût de l'énergie éolienne a diminué au cours des 10 dernières années, cette technologie nécessite un investissement initial plus élevé que les centrales à combustible fossile.

Le défi majeur de l'utilisation du vent comme source d'énergie est que le vent est intermittent et qu'il ne souffle pas toujours selon les besoins en électricité. L'énergie éolienne ne peut pas être stockée et tous les vents ne peuvent pas être exploités pour répondre à la demande d'électricité.

L'option de stockage de l'énergie dans des batteries est au-delà des limites de la faisabilité économique pour les grandes éoliennes.

Les bons sites d'éoliennes sont souvent situés dans des endroits éloignés, loin des villes où l'électricité est nécessaire. Dans les pays en voie de développement, il y a toujours le coût supplémentaire pour connecter les parcs éoliens éloignés au réseau d'approvisionnement.

Le développement des ressources éoliennes peut entrer en concurrence avec d'autres utilisations des terres et ces autres utilisations peuvent être plus valorisées que la production d'électricité.

Bien que les centrales éoliennes aient un impact relativement faible sur l'environnement par rapport à d'autres centrales électriques conventionnelles, le bruit produit par les pales du rotor et les impacts esthétiques (visuels). La plupart de ces problèmes ont été résolus ou considérablement réduits grâce au développement technologique ou en plaçant correctement les centrales éoliennes [19]

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I.10 Conclusion

Ce chapitre a été consacré à la description de l'énergie éolienne dans son état général, nous avons cités l'origine de l'énergie éolienne, ses principaux composants ainsi que les type d'éolienne qui existe dans le monde. On a aussi abordé quelques notions de conversion de l'énergie cinétique et le contrôle de la vitesse des éoliennes.

Afin de mieux comprendre le processus de conversion de l'énergie éolienne et d'analyser cette conversion, le chapitre suivant est consacré à la modélisation des différents éléments qui compose la chaine de conversion de l'énergie éolienne.