Dans un contexte où la transition énergétique est cruciale, une étude récente se penche sur les conséquences du changement climatique sur les événements de faibles vitesses de vent et leur influence sur la production d’énergie éolienne offshore dans la zone économique exclusive du Royaume-Uni.
La recherche, menée par Sara Abdelaziz, candidate au DPhil du Oxford e-Research Centre, avec la collaboration des chercheurs Dr Sarah Sparrow, Professeur David Wallom et de l’ancien élève du Centre, Weiqi Hua, se concentre sur les événements de faibles vitesses de vent (LWE) et leur impact sur la production d’énergie des turbines éoliennes.
L’étude utilise les projections climatiques du Royaume-Uni (UKCP18) avec une résolution horizontale de pointe de 2,2 km pour examiner les futurs LWE dans la zone économique exclusive du Royaume-Uni (UK EEZ).
Des techniques multiples ont été employées pour évaluer les futurs événements de faible vent, telles que la durée des LWE en dessous des seuils de vitesse de démarrage des éoliennes et le temps de retour de ces seuils en utilisant des ensembles de données sur plusieurs fenêtres temporelles.
Implications pour l’installation des fermes éoliennes
Sara Abdelaziz, co-auteure de l’étude, indique : « Les vitesses de vent extrêmement faibles ont nettement affecté la génération de vent et devraient se produire plus fréquemment en raison du changement climatique. Nous avons fourni un aperçu important pour les futures installations et politiques d’expansion des fermes éoliennes offshore en utilisant plusieurs analyses couvrant divers aspects des conditions météorologiques calmes, tels que l’intensité et la durée des événements de faible vitesse de vent. »
Cette approche est avantageuse pour mieux comprendre les changements possibles et conseiller les parties prenantes concernant les turbines éoliennes offshore actuellement installées sur les changements futurs de génération de vent par rapport à ce qu’elles ont déjà expérimenté dans le passé.
Principales découvertes de l’étude
La recherche met en lumière les changements saisonniers pour les durées futures des LWE et compare les résultats pour quatre régions principales de l’UK EEZ : Est, Sud, Ouest et Nord. Parmi les principales conclusions, on note :
- Les variations saisonnières dans les durées des LWE inférieures à 4 m/s montrent que l’été et l’automne connaissent une augmentation de la plupart des occurrences de durées des LWE dans la période 2061-2080 dans toutes les régions par rapport à la période 1981-2000.
- Les résultats soulignent l’importance de prendre en compte la planification future des éoliennes avec des vitesses de démarrage < 4 m/s dans des emplacements proches du littoral britannique.
- En utilisant une moyenne mobile de la vitesse du vent sur cinq jours, le temps de retour pour une vitesse de démarrage de 6 m/s montre que les turbines éoliennes offshore seront vulnérables à des LWE extrêmes fréquents dans la plupart des zones, la plupart des sites connaissant une période de retour allant jusqu’à 20 ans.
- En fonction de l’année médiane de retour de la région et de l’analyse du Ratio de Risque, il est suggéré que la région Sud présente un risque diminué de connaître des instances plus fréquentes de vitesse de vent dépassant le seuil de démarrage, en particulier lors de l’utilisation de seuils de démarrage de 5 m/s et 6 m/s, pendant la période allant de 2021 à 2040, par rapport à la période de 1981-2000.
Cette analyse est essentielle car elle permet une perspective globale pour les comparaisons régionales et informe ainsi les recommandations pour les emplacements présentant le moindre risque d’événements de faible vitesse de vent. Cela est crucial car l’analyse peut fournir une prévision de l’impact économique à long terme, qui doit être prise en compte lorsque les décideurs politiques et les entreprises de génération de vent décident d’élargir et d’installer des fermes éoliennes offshore (OWE).
En synthèse
La recherche actuelle sur l’impact du changement climatique sur les éoliennes offshore au Royaume-Uni est fondamentale pour l’avenir de la production d’énergie renouvelable. Elle met en évidence les défis auxquels les développeurs de parcs éoliens doivent se préparer, notamment en termes de sélection des sites et de conception des turbines pour résister aux variations des conditions de vent.
Les données et analyses fournies sont des outils précieux pour les décideurs, permettant d’anticiper les changements et d’adapter les stratégies d’installation et d’exploitation des fermes éoliennes offshore.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce qu’un événement de faible vitesse de vent (LWE) ?
Un LWE est une période pendant laquelle la vitesse du vent est inférieure à un seuil spécifique, ce qui peut réduire la production d’énergie des éoliennes. Ces événements sont cruciaux pour la planification et la fiabilité des fermes éoliennes offshore.
Comment les projections climatiques du Royaume-Uni (UKCP18) sont-elles utilisées ?
Les UKCP18 fournissent des données de haute résolution qui permettent aux chercheurs d’analyser les futurs LWE avec précision, essentiels pour la planification des installations éoliennes offshore.
Quelles sont les implications des résultats de l’étude pour les politiques d’expansion ?
Les résultats soulignent la nécessité de prendre en compte les changements climatiques dans la planification future, en choisissant des sites et des conceptions de turbines adaptés aux conditions de vent changeantes.
Quelles régions de l’UK EEZ sont les plus affectées par les changements dans les LWE ?
L’étude indique que toutes les régions, en particulier le Sud, pourraient connaître des changements dans la fréquence et la durée des LWE, ce qui affecte la planification des installations éoliennes.
Quelle est l’importance de cette recherche pour l’industrie de l’énergie éolienne ?
Cette recherche est vitale pour comprendre et anticiper les impacts du changement climatique sur la production énergétique éolienne, permettant ainsi une meilleure préparation et adaptation de l’industrie.
Références
Article : « Assessing long-term future climate change impacts on extreme low wind events for offshore wind turbines in the UK exclusive economic zone » – DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122218
