Combiner des éoliennes avec des dispositifs houlomoteurs, solaires et marémoteurs sur des plates-formes partagées réduit les coûts de construction, améliore la stabilité et génère une puissance plus fiable, selon des chercheurs de l’Université du Surrey.
L’analyse exhaustive, publiée dans Energy Conversion and Management, a examiné les systèmes hybrides de récolte d’énergie renouvelable offshore qui intègrent plusieurs technologies sur une seule fondation. Ces systèmes pourraient aider les pays à atteindre des objectifs climatiques ambitieux tout en minimisant l’impact sur les écosystèmes marins.
Le Dr Liang Cui, superviseur principal et co-auteur de l’étude de l’École d’ingénierie de l’Université du Surrey, affirme : « Les parcs éoliens offshore occupent actuellement des milliers de kilomètres carrés d’océan, mais les turbines elles-mêmes utilisent moins de 1 % de cette surface. En ajoutant des convertisseurs d’énergie houlomotrice, des turbines marémotrices ou des panneaux solaires aux plates-formes d’éoliennes existantes, nous pouvons générer beaucoup plus d’énergie à partir de la même empreinte océanique. »
L’équipe de recherche a analysé des données de projets de démonstration, notamment le système éolien-houlomoteur W2Power en Norvège et la plate-forme NoviOcean qui combine l’énergie éolienne, houlomotrice et solaire. Les études ont montré que les systèmes hybrides pourraient réduire le coût de l’électricité de 10 à 15 % par rapport aux parcs éoliens offshore autonomes. La production d’électricité a augmenté jusqu’à 70 % lorsque des turbines marémotrices ont été ajoutées aux installations éoliennes.
L’équipe de recherche a également constaté que l’ajout de dispositifs houlomoteurs aux éoliennes flottantes améliorait, plutôt que de compromettre, la stabilité structurelle. L’équipement supplémentaire a réduit les mouvements indésirables de la plate-forme de 15 % et a diminué les contraintes sur les fondations des tours.
Yukun Ma, doctorant et co-auteur de l’étude de l’Université du Surrey, explique : « Ces réductions de coûts pourraient se traduire directement par des factures d’énergie plus basses pour les consommateurs à mesure que l’éolien offshore se développe. L’Union européenne vise à ce que les énergies renouvelables représentent au moins 42,5 % de la consommation énergétique finale d’ici 2030. Les systèmes hybrides offshore qui génèrent une puissance constante 24 heures sur 24 pourraient être essentiels pour atteindre ces objectifs. »
L’analyse a identifié l’intégration éolien-houlomoteur comme la technologie hybride la plus mature, avec plusieurs systèmes atteignant le stade de démonstration. Les combinaisons éolien-solaire et éolien-marémoteur montrent un potentiel significatif mais restent à des stades de développement plus précoces.
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Les systèmes combinant trois sources d’énergie ou plus émergent, la plate-forme NoviOcean atteignant un facteur de capacité d’environ 40 %.
Cependant, des lacunes critiques empêchent un déploiement à grande échelle immédiat. La plupart des recherches se sont concentrées sur des conditions idéales, laissant des questions majeures sur la façon dont ces systèmes survivent aux ouragans, séismes ou tsunamis. La performance à long terme des fondations après des décennies de charges cycliques reste mal comprise.
Le professeur Suby Bhattacharya, co-superviseur et co-auteur de l’étude de l’Université du Surrey, souligne : « Une utilisation plus efficace de l’espace océanique signifie moins de perturbation pour les organismes marins qui habitent ou migrent dans ces zones. Mais nous avons besoin de projets de démonstration avec un suivi à long terme pour prouver que ces systèmes peuvent résister à des conditions météorologiques extrêmes et fournir une puissance fiable sur des durées de vie de 20 à 30 ans. »
L’article appelle à des cadres de recherche systématiques qui intègrent la performance technique à l’analyse économique, l’impact environnemental et les considérations politiques. Le succès dépendra de réglementations favorables, d’incitations financières et d’infrastructures incluant des travailleurs qualifiés et des navires d’installation spécialisés.
Article : Hybrid offshore renewable energy harvest system: a review – Journal : Energy Conversion and Management – DOI : Lien vers l’étude
Source : Surrey U.
