Eolienne flottante : Multi

Aug 02, 2023

La multi-utilisation de l’espace océanique constitue une tendance majeure dans l’économie bleue. Pour l’éolien offshore flottant, pouvoir partager l’espace avec d’autres activités accélérerait la croissance. Mais la plupart des technologies sont incompatibles avec le multi-usage. Dans ce troisième article d'une série, nous expliquons comment W2Power offre un potentiel d'amélioration économique et environnemental grâce à ses capacités multi-usages supérieures.

Deux articles précédents1,2 résumaient les principaux avantages de la solution éolienne flottante W2Power d'Enerocean et comment elle présente une voie attrayante vers des développements éoliens offshore rentables. Un article de synthèse récent3 compare l’état de toutes les technologies éoliennes flottantes testées en mer. W2Power qualifié en 2019 par notre prototype TRL 6, et aujourd'hui Enerocean construit un démonstrateur grandeur nature dans un port, qui marquera le TRL 7.

Les auteurs de la revue se sont concentrés sur deux facteurs de conception pour l'énergie éolienne flottante : la stabilité et la rentabilité. Dans le présent article, notant que W2Power a atteint ses objectifs de conception sur les deux aspects essentiels, nous soulignons son potentiel économique grâce à son multi-usage.

Nous proposons le multi-usage comme classe supplémentaire de moteurs de conception. Cela pourrait ajouter de la valeur aux promoteurs, aux investisseurs et à toutes les parties prenantes tout en protégeant l’écosystème marin. Les capacités multi-usages deviendront progressivement plus importantes avec le rôle croissant de la planification de l’espace maritime (MSP). Être capable de s’adapter, voire de faciliter, d’autres usages de l’espace maritime pourrait ainsi devenir une particularité des technologies gagnantes. La figure 1 résume certaines des applications multi-usages de W2Power, développées depuis sa création dans un esprit multi-usage.

Produire de l’électricité à partir d’une source renouvelable supplémentaire peut donner lieu à un facteur de capacité plus élevé et à des périodes de faible production plus courtes. Les ressources solaires en mer ne sont pas corrélées au vent, et l’intérêt pour l’énergie solaire flottante est motivé par la rentabilité du photovoltaïque. Les études de conception montrent que 350 à 375 kW d'électricité photovoltaïque peuvent être produits avec le W2Power actuel.

Le support des panneaux photovoltaïques, du câblage et de l'électronique sur le flotteur réduit les dépenses d'investissement (CapEx), tandis qu'une moindre corrosion par l'eau de mer réduit les dépenses opérationnelles (OpEx) par rapport à l'énergie solaire flottante séparée. L'énergie photovoltaïque peut être exportée par le même câble, point de connexion au réseau et sous-station, ou des onduleurs photovoltaïques dédiés peuvent être conservés pour une utilisation à bord.

Les ressources houlomotrices dans la plupart des eaux profondes sont dominées par la houle océanique, qui n'est que faiblement corrélée aux vents locaux. Par conséquent, l’énergie houlomotrice provenant d’une plate-forme hybride éolienne/houlomotrice pourrait avoir une valeur marchande plus élevée. De plus, l'exploitation de l'énergie des vagues était un objectif de conception initial pour W2Power4 et a fait l'objet de recherches et de développements (R&D) utilisant nos convertisseurs d'énergie des vagues exclusifs. La taille de la plate-forme permet la longueur de capture nécessaire pour les vagues, tandis que la configuration quasi symétrique des réseaux WEC rend l'extraction de l'énergie des vagues largement omnidirectionnelle.

Des études techniques pour divers sites montrent que, dans les meilleures conditions de vagues, W2Power pourrait produire jusqu'à 3 MW à partir des vagues, en plus de sa puissance nominale actuelle de 20 MW à partir de l'énergie éolienne, la meilleure du secteur. S’il était réalisé, ce serait le dispositif à énergie houlomotrice le plus puissant jamais construit. Ce serait également un dispositif d'énergie houlomotrice très économique, car le support et le maintien en position des WEC, le contrôle et l'exportation de l'énergie sont assurés par la plate-forme (voir Fig. 2).

Avec W2Power, les avantages multi-usages s’étendent également au conditionnement et à l’exportation de l’énergie. L'installation d'une sous-station embarquée est une option intéressante. Les sous-stations offshore conventionnelles nécessitent un support fixe dédié, et les autres flotteurs semi-submersibles ou à espar manquent d'espace ou de capacité de charge. Les études de conception Enerocean sur un type de sous-station modulaire légère et flexible en cours de commercialisation5 montrent qu'il pourrait être placé sur la colonne de proue sans renforcement massif du flotteur. Cela permettrait notamment une production continue d’énergie éolienne à partir de l’unité W2Power/sous-station.

En plus de produire de l’électricité, le multi-usage peut inclure d’autres activités en mer pour améliorer encore davantage l’analyse de rentabilisation. Il s’agit notamment du stockage d’énergie et du dessalement de l’eau de mer. Ces dernières années, la production d’hydrogène « vert » par électrolyse suscite également beaucoup d’intérêt. L'intérêt de la mise en œuvre de toute technologie « Power-to-X » en mer dépend des coûts et des risques supplémentaires liés à l'exploitation en mer. Le défi est d’autant plus difficile que le processus à réaliser à l’étranger est complexe.