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En 2018, les investissements en énergie éolienne représentaient 63 % dans le secteur des énergies renouvelables en Europe, par opposition à seulement 52 % en 2017. Afin de satisfaire la demande croissante en énergie éolienne, les fabricants optimisent le rendement des turbines, ce qui passe par l’adaptation des pales.
Dans cet article, Dag Kirschke, Wind Energy Segment Owner pour le fabricant de matériaux composites Exel Composites, explique les raisons de la demande en énergie éolienne et pourquoi les matériaux composites constituent une réponse idéale à la production de turbines aussi puissantes qu’efficaces.
La demande en énergie éolienne progresse. En effet, elle est propre, économique et durable. Dans un monde où les changements climatiques et la protection de l’environnement sont des enjeux majeurs, les éoliennes apportent une solution séduisante, avec une base installée de plus de 340 000 unités. Par exemple, la Chine représente environ un tiers de la capacité en énergie éolienne en 2015 et a installé plus d’éoliennes que l’Union européenne, tandis que l’Écosse a généré suffisamment d’énergie éolienne en 2018 pour les besoins de cinq millions de foyers. Les experts industriels pensent que si la demande en énergie se maintient, un tiers de la demande mondiale en électricité devra être couvert par les éoliennes d’ici 2050.
Aujourd’hui, les fabricants sont soumis à des pressions considérables pour rentabiliser les turbines, en améliorant notamment l’efficacité économique et en augmentant les puissances de façon à fournir plus d’électricité. Pour ce faire, les fabricants créent des turbines avec des pales plus longues qui capturent davantage de vent, et par conséquent, produisent plus d’énergie. Toutefois, ce gain de longueur se traduit par une augmentation du poids qui relativise les gains de production d’énergie. Afin de conserver à la fois la puissance et l’efficacité des turbines employant des pales plus longues, les fabricants recherchent des matériaux à la fois plus légers et plus résistants que les matériaux traditionnels.
La majeure partie de la résistance d’une pale de turbine provient de son raidisseur ou spar cap, qui suit toute la longueur de la pale. Le plus souvent, ces raidisseurs sont en fibre de verre, car cela assure à la fois la résistance et la rigidité indispensable, à un poids nettement inférieur à celui du métal. La fibre de carbone permet d’alléger encore plus la structure, ce qui permet de concevoir des pales encore plus longues et productives. En général, chaque fabricant de pale décide à quel stade il devient nécessaire de recourir à la fibre de carbone, et le raidisseur est ensuite conçu selon le cahier des charges.
Exel Composites travaille en étroite collaboration avec les fabricants de turbines et de pales pour concevoir, fabriquer et livrer des solutions composites pour les pales, ce qui inclut les raidisseurs en fibre de verre et de carbone, ainsi que de nombreuses autres solutions composites destinées aux turbines éoliennes. Notre expérience de la conception, combinée à notre technologie de fabrication, nous permet d’aider les fabricants à produire des turbines plus efficaces en intervenant au stade de la conception pour proposer une solution optimale.
Afin de satisfaire la demande croissante en énergie éolienne, les fabricants doivent investir dans des solutions composites résistantes et hautes performances qui apportent des gains d’efficacité pour assurer la production maximale d’énergie. En travaillant avec un fabricant de matériaux composites tel qu’Exel, vous avez la garantie que les spécifications de conception seront revues en détail et appliquées pour obtenir une turbine plus puissante et plus efficace.
