Emplacement, emplacement, emplacement :lorsqu'il s'agit de placer des éoliennes, le vieil adage immobilier s'applique, selon une nouvelle étude publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences par Enrico Antonini et Ken Caldeira de Carnegie.

Les turbines convertissent l'énergie cinétique du vent en énergie électrique lorsqu'elles tournent. Cependant, le simple fait d'installer des turbines affecte notre capacité à exploiter la puissance du vent. Lorsqu'une turbine s'engage avec le vent, elle l'affecte. L'extraction d'énergie du vent par une turbine influence la capacité de ses voisines à faire de même.

"Le vent ne va jamais" s'épuiser "en tant que ressource énergétique, mais notre capacité à le récolter n'est pas non plus évolutive à l'infini", a expliqué Antonini. "Lorsque les éoliennes sont regroupées en grands groupes, leurs performances sont diminuées et la vitesse à laquelle elles extraient de l'énergie est réduite."

Antonini et Caldeira ont entrepris de déterminer la taille d'un parc éolien avant que sa capacité de production par unité de terrain n'atteigne les limites de la reconstitution énergétique, ainsi que la quantité d'"ombre du vent" que les grandes fermes jettent, ce qui aurait un effet négatif. sur toutes les installations sous le vent voisines.

"Alors que nous nous éloignons des combustibles fossiles, certains scénarios prédisent que les parcs éoliens pourraient fournir jusqu'à un tiers de l'énergie mondiale d'ici 2050", a déclaré Caldeira. "Il est donc impératif que nous comprenions la relation entre le placement de la turbine et l'extraction d'énergie maximale."

Il faut du temps au vent pour retrouver sa force normale après qu'une partie de son énergie cinétique a été extraite par un parc éolien. La vitesse à laquelle le vent peut récupérer après avoir rencontré une éolienne est liée à la latitude du parc éolien et à la rotation de la Terre, ont déclaré Antonini et Caldeira. Des études antérieures sur la production d'énergie éolienne ont remarqué des sillages derrière de grands parcs éoliens. Antonini et Caldeira ont donc développé une compréhension théorique des contrôles fondamentaux sur la taille de ces sillages.

La taille du sillage d'un grand parc éolien est liée à la vitesse des vents sus-jacents, ainsi qu'au temps nécessaire aux différences de pression dans l'atmosphère terrestre pour reconstituer l'énergie extraite par les turbines. Les travaux d'Antonini et de Caldeira indiquent que ces facteurs doivent être pris en compte lors de la détermination de la taille et de l'emplacement des parcs éoliens dans différentes conditions.

Par exemple, ils ont constaté que les éoliennes situées dans des zones à vents violents sont plus susceptibles d'être affectées par leurs voisins en amont que celles situées dans des zones à vents plus faibles. De plus, les parcs éoliens plus proches de l'équateur sont plus susceptibles d'être affectés négativement par l'ombre du vent des parcs éoliens en amont que les parcs éoliens plus proches des pôles.

"L'énergie éolienne est une source potentielle de grandes quantités d'énergie sans émission de carbone", a déclaré Caldeira. "Mais pour tirer le meilleur parti de cette ressource, nous devons réfléchir à la manière dont d'autres parcs éoliens pourraient nous affecter et à la manière dont nous pourrions affecter d'autres parcs éoliens."

Une idée que les auteurs ont suggérée est que la construction de plusieurs petits parcs éoliens avec un espace pour la récupération du vent entre eux pourrait potentiellement être une stratégie plus efficace dans certains endroits que la construction d'un parc éolien massif, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires.

"Nous espérons que ces travaux permettront aux constructeurs et aux gestionnaires d'installations éoliennes de concevoir le meilleur scénario possible pour une production maximale d'énergie éolienne", a déclaré Antonini.