Le vent est l’une des ressources naturelles les plus durables de la Terre lorsqu’il s’agit de produire de l’énergie électrique. Pour l’exploiter, il suffit de construire une éolienne qui convertit le mouvement de l’air en énergie cinétique. Pour réaliser cette opération à grande échelle, il faut toutefois disposer d’un parc éolien, c’est-à-dire d’un ensemble d’éoliennes spécialement conçues, placées dans le paysage ou dans l’océan, là où les vents sont forts et réguliers. Les éoliennes sont dotées de plusieurs pales, installées en hauteur sur des tours, qui tournent dans la brise et récoltent de l’énergie.
Les experts du secteur affirment que les États-Unis disposent de suffisamment de ressources éoliennes pour doubler efficacement leur capacité actuelle de production éolienne, et que cela s’accompagne d’une foule d’avantages environnementaux. Rien qu’en Amérique, l’énergie éolienne empêche le rejet d’environ 62 millions de tonnes de gaz à effet de serre, et elle conserve 20 milliards de gallons d’eau par an.
Les obstacles potentiels à la construction de parcs éoliens comprennent la controverse publique sur l’emplacement des éoliennes, les défis liés aux permis, les préoccupations financières et les questions techniques, telles que la nécessité d’une infrastructure pour transmettre l’énergie au réseau électrique qui dessert les clients. Cependant, si vous souhaitez construire votre propre parc éolien, ce n’est pas trop difficile à faire.
Démarrer : Planification de votre parc éolien
La construction d’un parc éolien est un grand projet qui nécessite des équipes de spécialistes pour gérer les nombreux aspects du projet – de la conception et de la planification à la mise en œuvre. La planification est particulièrement cruciale pour ce type de générateur d’énergie. L’emplacement adéquat doit être évalué pour tout risque pour la faune, les permis doivent être acquis, et les turbines elles-mêmes doivent être testées.
Tout d’abord, assurez-vous de choisir un emplacement qui dispose de suffisamment de ressources éoliennes. Les meilleurs sites pour les parcs éoliens commerciaux ont des vitesses de vent de 13 miles par heure (6 mètres par seconde) ou plus, selon l’American Wind Energy Association. Bien qu’il puisse sembler que plus il y a de vent, mieux c’est, trop de vent peut mettre à rude épreuve les équipements et rendre le projet plus coûteux.
Des cartes spéciales de la vitesse du vent peuvent vous aider à identifier une région disposant de ressources éoliennes adaptées. Par exemple, le département américain de l’énergie propose une carte des vents très pratique. Vous pouvez également prendre vous-même des mesures de l’énergie éolienne, à l’aide d’un outil appelé anémomètre, sur le site que vous envisagez. Certains États proposent même des programmes de prêt d’anémomètres. Votre ingénieur peut utiliser des services et des logiciels spécialisés pour optimiser l’emplacement, comme Windnavigator et GH WindFarmer, qui analysent la topographie, les conditions météorologiques et l’aérodynamique.
En outre, vous devrez tenir compte des préoccupations particulières de l’emplacement cible, comme l’accès routier, les impacts sonores potentiels, les ombres vacillantes des pales et les questions culturelles.
Évaluer les risques pour la faune
Les pales tournantes des éoliennes peuvent tuer des oiseaux, des chauves-souris, des rapaces et des oiseaux aquatiques en voie de disparition, il est donc préférable de positionner les éoliennes loin des couloirs fréquentés par la faune et des voies migratoires annuelles. Le Wind Turbine Guidelines Advisory Committee de l’U.S. Fish and Wildlife Service recommande une approche par étapes qui comprend une évaluation préliminaire, une caractérisation du site et des études de terrain pour prévoir et évaluer les espèces et les habitats auxquels le parc éolien porte atteinte.
En tant que développeur du site, vous devrez travailler en étroite collaboration avec l’agence gouvernementale appropriée (ou l’autorité chargée de délivrer les permis) pour réduire et atténuer les décès d’animaux dus au parc éolien. Dans certains cas, vous pouvez être autorisé à construire le parc éolien dans des zones sensibles si vous modifiez son fonctionnement pour qu’il soit plus respectueux de la faune. Par exemple, vous pourriez être tenu d’arrêter temporairement les turbines pendant les saisons de migration ou pendant les périodes de vent faible, lorsque les chauves-souris sont les plus actives et que le rendement énergétique est minimal.
Coûts et financement du parc éolien
Réfléchissez à la quantité d’énergie que vous voulez produire – ou à la quantité que le site peut produire – et à l’argent que vous pouvez dépenser. L’achat d’éoliennes à lui seul peut vous coûter en moyenne 1,37 million de dollars par mégawatt de capacité.
Généralement, il est moins cher pour les services publics de développer des installations éoliennes que pour les investisseurs privés, car les services publics peuvent bénéficier de structures de financement favorables qui réduisent les coûts d’environ 30 %, soit environ 1,4 cents par kilowattheure, selon un rapport financé par le ministère américain de l’Énergie.
Les programmes de relance gouvernementaux facilitent également le développement d’un parc éolien. Le crédit d’impôt à la production (PTC) offre désormais un crédit d’impôt de 2,3 cents par kilowattheure pendant la première décennie d’exploitation.
Pour projeter le coût nivelé du financement de votre projet éolien, branchez vos détails spécifiques dans les outils interactifs BITES (bâtiments, industrie, transport et scénarios d’électricité) fournis par le National Renewable Energy Laboratory. Vous pouvez également parcourir la base de données des incitations étatiques et fédérales en faveur des énergies renouvelables.
Veiller à ce que votre exploitation réponde aux exigences légales
Les producteurs d’électricité sont régis par des lois fédérales telles que la loi sur les politiques de réglementation des services publics de 1978 (PURPA), la loi sur la politique énergétique de 2005 (EPACT 2005) et la loi sur l’indépendance et la sécurité énergétiques de 2007 (EISA 2007). Les États individuels ont également des interprétations différentes de la façon dont ces lois fédérales s’appliquent, et ils ont des mandats variables pour promouvoir les énergies renouvelables par le biais de la législation sur les normes de portefeuille renouvelable (RPS).
Un avocat ou un consultant spécialisé dans le développement des énergies renouvelables peut vous aider à naviguer dans les lois régissant votre projet proposé. Ces personnes peuvent également vous aider à acquérir les différents permis de construire et permis environnementaux dont vous aurez besoin auprès des agences gouvernementales.
Si votre parc éolien se situe sur une propriété gouvernementale ou a un partenaire d’une agence fédérale, l’obtention d’un permis peut être subordonnée à un processus formel d’évaluation de l’impact environnemental. Par exemple, les parcs éoliens placés sur des propriétés gérées par le Bureau of Land Management des États-Unis sont régis par certaines directives destinées à protéger les espèces protégées par le gouvernement fédéral et d’autres ressources naturelles.
Identifier l’équipement et la conception du parc éolien
Les éoliennes modernes sont plus élégantes et plus grandes que les moulins à vent d’antan, avec d’énormes pales et des tours aussi hautes que des immeubles de grande hauteur. L’emplacement précis de ces turbines sur un parc éolien affecte sa production énergétique globale.
En règle générale, plus l’éolienne est grande, plus sa capacité de production est importante. L’éolienne la plus couramment installée a une capacité nominale de 1,5 mégawatt et peut alimenter jusqu’à 500 foyers, mais les modèles plus récents fonctionnent encore plus gros. Le site Web de General Electric indique des tailles allant jusqu’à 3,4 mégawatts pour une utilisation sur terre et jusqu’à six mégawatts pour une utilisation en mer. Parmi les autres grands fabricants d’éoliennes figurent Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang et Nordex.
Les éoliennes grandes et lourdes nécessitent des fondations plus importantes, et leur installation coûte plus cher. Les éoliennes en mer doivent être conçues pour les conditions océaniques. Les éoliennes fonctionnent rarement à pleine capacité car leur production d’énergie dépend des conditions météorologiques.
En plus des éoliennes, un parc éolien nécessite un système de collecte de l’énergie électrique, des transformateurs, un réseau de communication et des sous-stations. Qui plus est, un système d’information de contrôle et d’acquisition de données (SCADA) est utilisé pour surveiller les performances. Un ingénieur peut recommander un équipement et un emplacement de turbine adaptés en fonction de votre site, de vos finances et de vos objectifs énergétiques.
Capacité de transmission sécurisée
Si vous prévoyez un parc éolien à l’échelle commerciale, vous avez besoin d’un moyen de livrer l’énergie aux clients de gros ou de détail. En général, cela nécessite des lignes de transmission reliant la production de votre parc éolien au réseau de transport d’électricité – le réseau énergétique – de votre région. Les parcs éoliens commerciaux situés dans des endroits éloignés peuvent avoir du mal à obtenir une capacité de transmission et une interconnexion avec le réseau.
Alternativement, les parcs éoliens plus petits peuvent être utilisés comme une source d’électricité dédiée à une communauté ou à une entreprise. Dans ces cas, le parc éolien peut ne pas avoir besoin d’un lien avec le réseau électrique ordinaire. Cependant, pour vendre l’excédent d’énergie, il faut quand même trouver un moyen de livrer cette énergie au service public d’électricité.
Pour plus d’informations, consultez le National Renewable Energy Laboratory (NREL), qui travaille avec les promoteurs éoliens pour sécuriser la capacité de transmission et l’interconnexion. Le Utility Wind Integration Group fournit également des ressources pour connecter un parc éolien au système électrique.
Installer, tester et faire fonctionner l’équipement
La construction d’un parc éolien peut être achevée en quelques mois. Cependant, vous devrez peut-être d’abord construire des routes d’accès au site pour le transport des éoliennes et des autres équipements.
Pour chaque éolienne, vous devrez creuser un trou et le remplir de béton armé pour servir de fondation stabilisatrice. Ce processus est plus exigeant dans des conditions rocheuses ou sur des parcs éoliens offshore. Une fois la fondation préparée, vous devrez ériger les éoliennes à l’aide de palans spécialisés.
Puis, vous mettrez en place le câblage et les systèmes électriques et effectuerez des tests pour vous assurer que tous les éléments fonctionnent correctement. Il faut souvent six mois avant que les couacs soient aplanis et que le parc éolien atteigne sa pleine capacité de production commerciale.
Chaque éolienne nécessite environ une semaine de maintenance de routine par an. L’American Wind Energy Association affirme qu’il faut un technicien éolien pour entretenir tous les 10 mégawatts de capacité de production installée.
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