Des chercheurs de l’université TU Delft, en collaboration avec l’Université catholique de Louvain et le National Renewable Energy Laboratory des États-Unis, ont développé un nouvel outil open-source nommé « OFF ». Cet outil représente une avancée significative dans le domaine de la modélisation des flux de turbulence autour des éoliennes. En intégrant des dynamiques temporelles, OFF surpasse les modèles traditionnels en fournissant des prévisions plus précises des fluctuations de puissance à court terme. Testé avec des données du parc éolien Hollandse Kust Noord, cet outil montre une capacité accrue à capturer les interactions entre éoliennes, tout en réduisant l’usure des turbines et en optimisant la production énergétique.
Des chercheurs de TU Delft, en partenariat avec l’Université catholique de Louvain et le National Renewable Energy Laboratory, ont développé un nouveau cadre de modélisation open-source, baptisé OFF, qui améliore la précision des prévisions de fluctuations de puissance des parcs éoliens. Cette innovation permet de simuler les stratégies de contrôle d’écoulement des parcs éoliens dans des conditions dynamiques changeantes, surmontant les limitations des modèles actuels qui se basent sur des suppositions de régime permanent.
Les limites des modèles traditionnels
La majorité des modèles utilisés dans l’industrie de l’énergie éolienne reposent sur des hypothèses de régime permanent, ce qui empêche de prendre en compte la variabilité à court terme et le comportement transitoire des sillage des turbines. En conséquence, leur efficacité à capturer les véritables dynamiques d’interaction entre les différents éléments d’un parc éolien est fortement limitée. Ces modèles historiques peinent à prédire avec justesse les fluctuations de puissance qui surviennent sur des périodes courtes, souvent inférieures à 20 minutes.
Une réponse à ces défis : OFF
Le nouveau modèle OFF introduit une approche dynamique, intégrant des aspects temporels dans ses calculs. Lors d’essais réalisés avec des données réelles issues du parc éolien Hollandse Kust Noord aux Pays-Bas, il a démontré une amélioration significative de la précision des prévisions de la production d’énergie et des interactions entre turbines. En offrant une plateforme transparente et facilement accessible, OFF permet à la communauté de l’énergie éolienne de progresser vers des stratégies de contrôle avancées qui favorisent un développement plus fiable et durable du secteur éolien offshore.
Des résultats concluants et prometteurs
Dans une étude intitulée « A dynamic open-source model to investigate wake dynamics in response to wind farm flow control strategies », présentée dans la revue Wind Energy Science, les chercheurs ont utilisé une série temporelle de direction du vent sur 24 heures basée sur des données de terrain. Des sous-ensembles de cette série ont été validés par des simulations de grande échelle (Large-Eddy Simulation, LES). Les résultats de cette recherche indiquent que les mouvements de lacet dépendent fortement des réglages du contrôleur, soulignant comment équilibrer les gains de puissance avec l’utilisation des actionneurs.
Comparaison avec les modèles statiques
Lors de la comparaison avec les résultats des simulations LES, le modèle de sillage dynamique a montré une capacité supérieure à prédire les fluctuations de puissance à court terme des turbines par rapport aux modèles basés sur l’état stationnaire. En effet, ce modèle dynamique réussit à capturer des dynamiques à haute fréquence avec une corrélation plus précise et une erreur réduite, renforçant ainsi son utilité dans le cadre du contrôle de l’énergie éolienne.
Impact sur le secteur de l’énergie éolienne
La création de l’outil OFF représente un avancement majeur pour le secteur de l’énergie éolienne. Les améliorations apportées dans la prédiction des fluctuations de puissance permettent non seulement d’optimiser la production d’énergie, mais aussi de réduire l’usure des turbines. Cela fait de cet outil un instrument précieux tant pour les scientifiques que pour l’industrie, contribuant au passage vers des systèmes éoliens plus fiables et durables.
EN BREF
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