Qu'est-ce que l'énergie éolienne ?
L'énergie éolienne est utilisée depuis des millénaires. Le vent a permis de déplacer les bateaux sur le Nil, de pomper l'eau et de moudre le grain, de soutenir la production alimentaire et bien plus encore. Aujourd'hui, l'énergie cinétique et la puissance des courants d'air naturels, appelés vents, sont exploitées à grande échelle pour produire de l'électricité. Une seule éolienne offshore moderne peut produire plus de 8 mégawatts (MW), soit suffisamment pour alimenter proprement près de six foyers pendant un an. Les parcs éoliens terrestres produisent des centaines de mégawatts, faisant de l'énergie éolienne l'une des sources d'énergie les plus rentables, propres et facilement disponibles au monde.
L'énergie éolienne est la source d'énergie renouvelable à grande échelle la moins coûteuse et la plus importante aux États-Unis aujourd'hui. On compte près de 60 000 éoliennes d'une capacité combinée de 105 583 mégawatts (MW). De quoi alimenter plus de 32 millions de foyers !
En plus de jouer un rôle essentiel dans notre approvisionnement énergétique, les solutions d’énergie éolienne aident également les entreprises commerciales à atteindre leurs objectifs et leurs mandats en matière d’énergie renouvelable pour une énergie fiable et propre.
Les avantages de l’énergie éolienne :
- Les éoliennes remboursent généralement les émissions de carbone liées à leur déploiement en moins d’un an, avant de fournir jusqu’à 30 ans de production d’électricité pratiquement sans carbone.
- L’énergie éolienne contribue à réduire les émissions de dioxyde de carbone : en 2018, elle a permis d’éviter l’émission de 201 millions de tonnes de CO2.
- L'énergie éolienne génère des recettes fiscales pour les collectivités qui accueillent des projets. Par exemple, les impôts locaux et étatiques versés pour les projets éoliens au Texas ont totalisé 237 millions de dollars.
- L'industrie éolienne favorise la création d'emplois, notamment pendant la construction. En 2018, elle a créé 114 000 emplois aux États-Unis.
- L’énergie éolienne fournit une source de revenus stable et complémentaire : les projets éoliens rapportent chaque année plus d’un milliard de dollars aux gouvernements des États et locaux ainsi qu’aux propriétaires fonciers privés.
À quoi ressemble un projet éolien ?
Un projet ou un parc éolien fait référence à un grand nombre d'éoliennes construites à proximité les unes des autres et fonctionnant comme une centrale électrique, envoyant de l'électricité au réseau.
Le projet Frontier Wind Power I, situé dans le comté de Kay, en Oklahoma, est opérationnel depuis 2016 et est en cours d'extension avec le projet Frontier Wind Power II. Une fois terminés, Frontier I et Frontier II produiront un total de 550 mégawatts d'énergie éolienne, soit suffisamment pour alimenter 193 000 foyers.
Comment fonctionnent les éoliennes ?
L'électricité est produite par des éoliennes rotatives qui exploitent l'énergie cinétique de l'air en mouvement, convertie en électricité. Le principe de base est que les éoliennes utilisent des pales pour capter l'énergie potentielle et cinétique du vent. Le vent fait tourner les pales, ce qui entraîne un rotor relié à un générateur pour produire de l'électricité.
La plupart des éoliennes comportent quatre éléments de base :
- Les pales sont fixées à un moyeu qui tourne avec elles. Ensemble, les pales et le moyeu forment le rotor.
- La nacelle abrite la boîte de vitesses, le générateur et les composants électriques.
- La tour maintient les pales du rotor et l'équipement de production bien au-dessus du sol.
- Une fondation maintient la turbine en place sur le sol.
Types d'éoliennes :
Les grandes et petites turbines se répartissent en deux catégories de base, en fonction de l'orientation du rotor : les turbines à axe horizontal et les turbines à axe vertical.
Les éoliennes à axe horizontal sont de loin les plus utilisées aujourd'hui. Ce type d'éolienne est souvent évoqué lorsqu'on évoque l'énergie éolienne, avec ses pales qui ressemblent à celles d'une hélice d'avion. La plupart de ces éoliennes possèdent trois pales, et plus elles sont hautes et longues, plus la production d'électricité est importante.
Les turbines à axe vertical ressemblent davantage à un batteur à œufs qu'à une hélice d'avion. Leurs pales sont fixées en haut et en bas d'un rotor vertical. Moins performantes que leurs homologues horizontales, ces turbines sont aujourd'hui beaucoup moins courantes.
Quelle quantité d’électricité une turbine produit-elle ?
Cela dépend. La taille de l'éolienne et la vitesse du vent à travers les pales du rotor déterminent la quantité d'électricité produite.
Au cours de la dernière décennie, les éoliennes sont devenues plus hautes, permettant des pales plus longues et la possibilité de profiter de meilleures ressources éoliennes disponibles à des hauteurs plus élevées.
Pour mettre les choses en perspective : une éolienne d'environ 1 mégawatt peut produire suffisamment d'énergie propre pour alimenter environ 300 foyers chaque année. Les éoliennes terrestres produisent généralement entre 1 et près de 5 mégawatts. La vitesse du vent doit généralement atteindre environ 14 km/h ou plus pour que la plupart des éoliennes de grande taille commencent à produire de l'électricité.
Chaque type d'éolienne est capable de produire son maximum d'électricité avec une plage de vitesses de vent donnée, souvent comprise entre 48 et 88 km/h. Cependant, si le vent souffle moins fort, la production diminue généralement de manière exponentielle plutôt que de s'arrêter complètement. Par exemple, la quantité d'énergie produite est divisée par huit si la vitesse du vent diminue de moitié.
Devriez-vous envisager des solutions d’énergie éolienne ?
La production d'énergie éolienne demeure l'une des sources d'énergie ayant la plus faible empreinte carbone. Elle joue un rôle essentiel dans l'avenir de l'approvisionnement énergétique de notre pays, soutenant la transition énergétique mondiale et la demande croissante en ressources énergétiques durables.
L'éolien est également l'un des meilleurs moyens pour les entreprises, les universités, les villes, les services publics et autres organisations de passer rapidement et à grande échelle à une énergie zéro émission. Un contrat d'achat d'électricité virtuel (VPPA) peut garantir des dizaines, voire des centaines de mégawatts d'électricité à bilan carbone neutre sur une période de 10 à 25 ans. La plupart des contrats intègrent également l'additionnalité, c'est-à-dire l'apport de nouvelles sources d'énergie propre remplaçant des sources d'énergie potentiellement plus anciennes et plus émettrices.
Quel est le meilleur emplacement pour un projet d’énergie éolien ?
Il y a six considérations fondamentales pour les projets d’énergie éolienne :
- Disponibilité du vent et emplacements souhaités
- Impact environnemental
- Contribution de la communauté et besoin local de production d'énergie renouvelable
- Politiques favorables aux niveaux étatique et fédéral
- Disponibilité des terres
- Possibilité de se connecter au réseau électrique
Tout comme pour les projets photovoltaïques commerciaux, l'obtention des permis est indispensable avant le démarrage d'une installation éolienne. Cette étape cruciale permettra de déterminer la viabilité financière du projet et son profil de risque favorable. Après tout, l'objectif est que les projets éoliens commerciaux puissent alimenter le réseau en électrons pendant des décennies. S'assurer de la solidité financière du constructeur et du projet est un gage de réussite pour une génération ou plus.
Date de publication : 16 juin 2021