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Nouvelles énergies 15/12/2020

L’innovation périphérique solaire et éolienne : un rôle tout sauf secondaire !

Accélérer l'adoption des énergies renouvelables, c’est tout d’abord un état d’esprit : l’envie de changer les choses, à force d’idées nouvelles. Mais c’est aussi et surtout faire preuve d’un savoir-faire industriel de premier ordre.

Panorama de quelques unes des nouvelles technologies « périphériques » qui permettent d'optimiser la production d'énergie éolienne ou solaire.

Si les énergies propres sont de moins en moins coûteuses à produire – et de plus en plus largement distribuées – c’est notamment grâce à une optimisation des rendements, que l’on doit en particulier à un sous-secteur spécialisé dans les technologies dites « périphériques ».

Ces technologies d’appoint vont de la plus rudimentaire (comme par exemple un ciment spécialement conçu pour stabiliser les éoliennes offshore) à l’Intelligence artificielle (IA) de pointe et autres technologies émergentes telles que le machine learning, le deep learning et les réseaux avancés de neurones artificiels. Ensemble, ils permettent d’améliorer l'efficacité, la sécurité et l'adaptabilité des technologies renouvelables.

Voici un panorama de quelques unes de ces nouvelles technologies complémentaires pour l’éolien et le solaire. 

TROIS TECHNOLOGIES D’OPTIMISATION DE L’ÉOLIEN

  • Condensateur vs. batterie : On considère de plus en plus les ultra-condensateurs comme une alternative préférable aux batteries lithium-ion pour le stockage de l'énergie éolienne. Ces condensateurs sont principalement utilisés dans le cadre de cycles de charge/décharge rapides et fréquents. Pour l'éolien, ils optimisent le rendement énergétique en fournissant de courtes salves d'énergie stockée pour corriger l'angle des pales d’une turbine. Entre 20% et 25% des arrêts d’éolienne sont dus à des pannes du système de contrôle du pas, et concernent des réparations ou le remplacement de pièces au niveau des vérins hydrauliques et des batteries. Or, les ultra-condensateurs nécessitent moins d'entretien que les solutions hydrauliques et ont une durée de vie plus longue que les batteries.
  • Logiciel de maintenance : Basée à Zürich, l’entreprise ABB a développé un nouveau module pour son logiciel d'optimisation OCTOPUS destiné à améliorer la maintenance à distance des parcs éoliens offshore. Conçu pour permettre aux opérateurs terrestres de mieux planifier une mission maritime, depuis le port jusqu’au parc, le nouveau logiciel financé par l'UE prend en considération les limites opérationnelles du navire et du personnel, ainsi que les possibilités de déploiement de véhicules télécommandés – sous-marins, en surface ou dans les airs.


  • Synchronisation en temps réel : des chercheurs du département américain de l'énergie ont mis au point un système de contrôle des éoliennes à même d’optimiser le rendement énergétique en synchronisant l'ensemble de la centrale éolienne. Là où les systèmes de contrôle maximisent habituellement la production d'énergie individuelle de chaque turbine, l'équipe américaine a tiré parti du partage de données grâce à un contrôle collectif pour permettre à toutes les turbines d’une même centrale de synchroniser, en temps réel, leurs mouvements avec les directions du vent.

TROIS TECHNOLOGIES D’OPTIMISATION DU SOLAIRE

  • Libération d'hydrogène : Aux États-Unis, en collaboration avec Acciona Solar Power, le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) a enfin résolu une problème qui a longtemps pesé sur l’industrie solaire : la perte d'efficacité thermique des récepteurs solaires des centrales à capteurs cylindro-paraboliques. La technologie du NREL permet d’éviter l’accumulation d’hydrogène à long terme en mesurant et en éliminant l’hydrogène des réservoirs de stockage de la centrale électrique pour contrôler les niveaux d’hydrogène dans le fluide caloporteur en circulation. Le système évite ainsi le dégagement d'hydrogène, qui peut à lui seul réduire l'efficacité globale de la centrale et les revenus de 15%.
  • Contrôle de la température : l'Espagnol Esasolar a récemment lancé un nouveau tracker solaire – le Esatrack M5-2V, avec une configuration à quatre strings qui augmente le rendement en énergie solaire en influant sur l'irradiation et la température. Situés à la même hauteur, tous les modules d'une même chaîne sont exposés aux mêmes conditions d'irradiation et de refroidissement. Ce qui permet de maintenir une température identique sur tout le string, limitant les pertes habituellement dues à l'augmentation de température dans les modules les plus exposés au réchauffement en surface.
  • Super film : Un peu plus au nord, c’est la startup suédoise Evolar qui s’applique à développer un film à base de pérovskite qui peut être appliqué sur des panneaux solaires conventionnels afin de leur faire gagner jusqu’à 5% en efficacité. Le film, posé en surface de la vitre d'un panneau solaire standard et relié électriquement, permet ainsi de doper les performances des panneaux sans nécessiter de dépenses considérables.


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