Importance des campagnes de mesure du vent pour le développement des parcs éoliens
L’une des étapes les plus importantes pour réussir le développement d’un parc éolien est la campagne de mesure du vent.
Les données éoliennes doivent être collectées conformément aux meilleures pratiques de l’industrie éolienne pendant au moins un an afin de bien caractériser les conditions climatiques du site et d’éviter les biais saisonniers. Cependant, dans certains cas, lorsque la rose des vents n’est pas représentative du site, une seule année ne suffit pas pour caractériser correctement le régime éolien. Cette étape est cruciale, car le développement et la conception du parc éolien seront basés sur ces données.
Malheureusement, il est courant de rencontrer des campagnes de mesure mal conçues, ce qui entraîne divers problèmes affectant la rentabilité des parcs éoliens. Cet article résume les meilleures pratiques pour une campagne de suivi éolien, les problèmes pouvant être rencontrés lors des campagnes de mesure du vent et les conséquences qu’ils peuvent avoir sur le parc éolien.
Installation du mât météorologique
L’installation du mât météorologique conformément à la norme IEC 61400-12-1 Annexe G est essentielle pour minimiser les perturbations du flux d’air. Cette norme met également en évidence l’importance d’avoir des anémomètres https://greensolver.net/anemometer-tilt/ de contrôle pour vérifier la cohérence de l’anémomètre principal.
Pour réduire l’effet d’ombrage du mât, selon qu’il s’agit d’une tour treillis ou tubulaire, la norme recommande d’installer les bras du mât météorologique à 45° ou 90° par rapport à la direction principale du vent.
De plus, selon la configuration de la tour, des recommandations spécifiques doivent être suivies pour l’instrumentation (distance des bras, support des capteurs, etc.). Il est possible de corriger les perturbations normales du flux d’air si des anémomètres de contrôle sont disponibles, mais ceux-ci ne sont pas toujours installés, ce qui entraîne une incertitude accrue dans le processus de mesure.
Le nombre de mâts météorologiques nécessaires dépend de chaque site. Selon les directives de Measnet, pour l’évaluation des conditions de vent spécifiques à un site, le rayon de représentativité d’un mât est de 10 km en terrain simple et 2 km en terrain complexe. Un nombre raisonnable de mâts permettra de mieux caractériser la ressource éolienne du site et de limiter les incertitudes associées.
Hauteur des mesures
Un autre aspect crucial est la hauteur à laquelle les mesures sont effectuées.
La norme exige que les données soient enregistrées à une hauteur correspondant à au moins deux tiers de la hauteur du moyeu. Très souvent, les données météorologiques ne sont pas enregistrées à la hauteur du moyeu, nécessitant alors une extrapolation verticale de la vitesse du vent.
Il est donc essentiel de respecter cette exigence afin de limiter les incertitudes liées à cette étape. Plus la distance d’extrapolation est grande, plus l’incertitude est élevée.
Vérification régulière des équipements de mesure
Une fois le mât météorologique installé, il est crucial de vérifier régulièrement le bon fonctionnement des équipements afin d’obtenir le maximum d’enregistrements valides.
Certains mâts météorologiques présentent un faible taux de récupération des données, rendant difficile la caractérisation correcte de la ressource éolienne du site. Si le mât est situé dans une zone soumise à des périodes de gel, il est important d’installer des anémomètres chauffants (au moins un) pour augmenter la disponibilité des données pendant ces périodes de froid.
Il est également recommandé de ré-étalonner les anémomètres une fois par an, mais cette recommandation est rarement suivie dans l’industrie. À minima, une fois la campagne de mesure terminée, les anémomètres doivent être recalibrés pour détecter d’éventuels changements dans leur comportement dus à l’usure ou à un dysfonctionnement.
Détermination du type d’éolienne
Toutes les précautions mentionnées ci-dessus sont d’une importance capitale, car les données enregistrées serviront à déterminer le type de turbine le plus adapté aux caractéristiques éoliennes du site. Cela inclut la classe d’éolienne et la catégorie de turbulence selon les paramètres de conception IEC 61400-1, mais aussi la disposition du parc, la hauteur du moyeu, la production énergétique et les revenus du parc éolien. Des données peu fiables ou mal collectées peuvent entraîner des coûts d’exploitation élevés, notamment pour la maintenance corrective, car les éoliennes peuvent être exposées à des charges de fatigue plus élevées que prévu, ce pour quoi elles n’ont pas été conçues.
Lors de l’extrapolation des vitesses de vent à la production énergétique, une campagne de mesure bien conçue garantira une meilleure précision. De petites erreurs de vitesse peuvent entraîner de grandes variations de production en raison du lien exponentiel entre l’énergie produite et la vitesse du vent.
Pourquoi les campagnes de mesure sont-elles si importantes ?
En conclusion, on peut s’attendre à des écarts de production de plus de 10 % entre la phase d’exploitation et la phase de développement si la campagne de mesure du vent est négligée.
Une bonne campagne de mesure permet une estimation fiable du P50 et réduit les incertitudes, limitant ainsi l’écart entre le P50 et le P90 , un élément essentiel pour les décisions d’investissement.
Si l’on compare le coût d’une bonne campagne de mesure avec le coût total de développement d’un parc éolien, le premier est négligeable. À l’inverse, une mauvaise campagne de mesure peut gravement impacter la rentabilité du projet.
Comment Greensolver peut vous aider ?
Chez Greensolver, nous accompagnons nos clients dans la conception et la construction de campagnes de mesure météorologique afin d’améliorer la robustesse des données collectées, assurer une meilleure représentativité des mesures sur site et réduire les incertitudes.
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Écrit par Carlos Sanchez Smith, Ingénieur en Services de Conseil.