Production annuelle d'énergie d'une éolienne
Nous Production en GWh/an, éolienne de 600 kW sommes maintenant prêts à calculer la relation entre les vitesses moyennes du vent et la production annuelle de sortie d'une éolienne.
Pour tracer le graphe à droite, nous avons utilisé le programme de calcul de la puissance produite par une éolienne que vous trouverez à la page précédente, ainsi que la courbe de puissance d'une éolienne typique de 600 kW. Nous avons basé les calculs sur une densité de l'air standard égale à 1.225 kg/m 3 .
Pour chacun des paramètres de Weibull de 1,5-2,0-2,5, nous avons calculé la puissance de sortie annuelle à différentes vitesses de vent moyennes au moyeu de l'éolienne.
Comme vous voyez, à une vitesse moyenne faible de 4,5 m/s, la production d'énergie peut varier jusqu'à 50% suivant le paramètre de forme , alors que, à une vitesse moyenne très élevée, la variation ne sera que de 30% environ.
La production d'énergie varie presque avec le cube de la vitesse du vent
Regardons maintenant la courbe rouge avec k=2, celle que les fabricants d'éoliennes montrent le plus souvent à leurs clients.
Avec une vitesse moyenne du vent de 4,5 m/s à la hauteur du moyeu, l'éolienne produira environ 0,5 GWh par an (=500.000 kWh). Avec une vitesse moyenne du vent de 9 m/s, elle produira 2,4 GWh (=2.400.000 kWh) par an. En doublant la vitesse moyenne du vent, la puissance de sortie sera donc 4,8 fois plus élevée (nous obtiendrons donc une augmentation de la production d'énergie de 4,8 fois.)
Si, à la place, nous avions comparé 5 et 10 m/s, nous aurions obtenu une puissance de sortie qui serait presque 4 fois plus grande.
La raison pour laquelle nous n'obtenons pas exactement les mêmes résultats dans les deux cas, est que le rendement de l'éolienne dépend de la vitesse du vent, ainsi qu'il ressort de la courbe de puissance. Remarquez que l'incertitude liée à la courbe de puissance vaut également pour le graphe ci-dessus.
Vous pouvez affiner les calculs en prenant en compte d'autres facteurs susceptibles d'influer sur le résultat. Dans les climats tempérés, par exemple, le vent tend à être plus fort en hiver qu'en été, et plus fort pendant la journée que pendant la nuit.
Le facteur de capacité
Une autre façon de connaître la production annuelle d'énergie d'une éolienne est de considérer son facteur de capacité sur le site où elle est située. Le facteur de capacité est la puissance de sortie annuelle divisée par la production théorique maximale de l'éolienne si elle fonctionnait à sa puissance nominale (maximale) pendant l'ensemble des 8.766 heures de l'année.
Exemple : Si une éolienne de 600 kW produit 1,5 millions de kWh en un an, son facteur de capacité sera égal à 1.500.000 divisé par (365,25 * 24 * 600) = 1.500.000 : 5.259.600 = 0,285 = 28,5%.
En théorie, les facteurs de capacité peuvent varier de 0 à 100%, mais en pratique ils se situent entre 20 à 70%, et le plus souvent entre 25 et 30%.
Le paradoxe du facteur de capacité
Bien qu'un facteur de capacité élevé soit en général à préférer, ce n'est pas obligatoirement un avantage d'un point de vue économique. Ce fait intrigue souvent les gens habitués à travailler avec les technologies conventionnelles ou nucléaire.
Ainsi, sur un site très venté, il peut s'avérer avantageux d'utiliser un générateur plus performant tout en gardant un rotor du même diamètre que normalement (ou bien combiner un générateur donné avec un plus petit rotor que d'habitude). Normalement, on diminuera ainsi le facteur de capacité (en utilisant une moindre partie de la capacité d'un générateur relativement plus performant), mais cela pourra également impliquer une production annuelle substantiellement majorée ainsi que vous pouvez le voir en utilisant notre programme de calcul d'une éolienne.
S'il vaut la peine ou non d'opter pour un plus bas facteur de capacité avec un générateur relativement plus grand dépendra des conditions éoliennes - et du prix de vente des différents modèles d'éoliennes, bien évidemment.
D'une façon simplifiée, on peut également dire que vous devez choisir entre une puissance de sortie relativement stable (près de la limite de conception de l'éolienne) avec un facteur de capacité élevé, et une puissance de sortie élevée et fluctuante avec un facteur de capacité bas.
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Dernière mise à jour le 7 mai 2003
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Attendez svp...