Le projet de recherche « Skypower100 » a pour but de tester une éolienne volante de 100 kW. Y participent la startup allemande SkySails Power, concepteur du prototype, l’université Leibniz de Hanovre ainsi que les énergéticiens EnBW et EWE. Les partenaires annoncent aujourd’hui la réussite des essais. L’éolienne volante sera maintenant exploitée en continu avec comme objectif la construction de machines développant une puissance de plusieurs mégawatts.
L’histoire de SkySails Power a débuté en 2001 par la conception d’une aile de kite qui a équipé le porte-conteneurs MS Beluga SkySails. L’expérience a permis à ce cargo de réduire de 20% sa consommation d’énergie fossile pendant ses traversées au long cours … Mais elle s’est malheureusement terminée en 2008 par la faillite de l’armateur du navire.
Dix ans plus tard, l’entreprise s’est réorientée dans la conception d’une éolienne volante. Comme expliqué dans notre dossier consacré à ce sujet, de nombreuses startup développent cette technologie dont l’objectif est d’exploiter à plus de 400 mètres d’altitude des vents puissants et constants et de produire bien plus d’énergie qu’avec des turbines classiques.
Un cerf-volant producteur d’énergie
Le principe du prototype mis au point par SkySails est celui d’un cerf-volant fonctionnant comme un « yoyo » inversé. L’aile est placée au sommet du mat de décollage où elle est déployée à sa taille maximale. Attachée par un câble à un treuil, elle s’envole alors jusqu’à une altitude pouvant varier entre 200 et 800 mètres. Pendant cette phase ascensionnelle au cours de laquelle l’aile décrit des huit dans le ciel, le câble exerce une traction sur le treuil qui entraîne un alternateur et produit de l’électricité. Arrivée à l’altitude maximale, l’aile est ramenée au sol par le treuil. Pendant cette deuxième phase, le générateur fonctionne comme un moteur et consomme du courant, mais l’aile est positionnée automatiquement de telle manière que la prise au vent est beaucoup plus faible. Seule une petite fraction de l’énergie produite pendant la première phase est donc consommée.
Chaque cycle dure entre deux et trois minutes. Le fonctionnement et l’enchaînement entre les phases étant automatisé, ils ne requièrent pas l’intervention de personnel.
Un prototype d’aile de 120 m2 développant une puissance de 100 kW a été testé pendant deux ans dans le cadre du projet de recherche Skypower100. Y participent, outre SkySails, les énergéticiens allemands EnBW et EWE responsables de la connexion au réseau électrique, ainsi que l’université Leibniz de Hanovre qui s’est chargée de la conception du groupe motopropulseur et de l’automatisation du système. Le projet est financé par le ministère allemand de l’économie et de l’énergie.
Etude des impacts
Pendant cette première étape du projet, les partenaires ont notamment étudié les impacts de la machine sur l’environnement et l’avifaune, mesuré les émissions sonores et analysé les problématiques liées à la sécurité aérienne et à l’homologation future de la technologie. Pendant les essais qui se sont déroulés dans les campagnes du Schleswig-Holstein, au nord de Hambourg, une zone de restriction de survol aérien a été créée en collaboration avec l’autorité aéronautique de l’État, le ministère fédéral des transports et les communes concernées.
Selon SkySails, cette campagne de tests a pu valider la technologie et mettre en évidence ses faibles impacts sur l’environnement et le paysage ainsi que la réduction des émissions sonores et des ombres portées, ces nuisances étant souvent mises en avant par les opposants aux parcs éoliens.
Le projet Skypower100 va maintenant entrer dans une deuxième phase qui consistera à exploiter la machine en continu. Seront mis à l’épreuve, l’automatisation des cycles et la production d’énergie.
L’objectif, à terme, est de concevoir des éoliennes volantes développant plusieurs mégawatts de puissance.
Transport dans un conteneur
L’ensemble de la machinerie est assemblé dans un conteneur de telle sorte que l’éolienne volante de SkySails puisse être facilement transportée sur une semi-remorque. Une conception qui faciliterait énormément son installation et en réduirait les coûts.
La startup imagine par exemple l’utilisation de sa machine dans des zones ravagées par des catastrophes comme des tremblements de terre ou des inondations. Elle pourrait aussi remplacer utilement des groupes électrogènes diesel dans des régions, des îles ou des villages non raccordés au réseau électrique.
SkySails Power envisage également un déploiement en mer. Les conteneurs abritant ses éoliennes volantes offshore pourraient être facilement placées sur des plateformes flottantes elles-mêmes ancrées sur un fond marin dont la profondeur pourrait aller jusqu’à 700 mètres.
Bravo. Il doit rester de nombreux problèmes à régler (chute, rapaces) mais ceci est moins invasif qu’une installation fixe de 200 mètres de haut sans indemnisation du préjudice aux voisins.
Reste à voir si ça fonctionne vraiment dans le temps, et son impact en version géante 2MW, autrement dit pouvant rivaliser avec une éolienne classique. concernant les oiseaux, l’aile risque d’avoir une section frontale très supérieure aux pales d’éolienne, à puissance égale, et se trouver en moyenne à plus grande hauteur, où les migrateurs et autres circulent fréquemment. donc pas sur que ce soit moins dangereux pour l’avifaune que les « ventilos ».
Mais le principal handicap sera l’emprise verticale sur l’espace aérien pour la navigation aérienne civile et militaire. Cela risque de limiter le nombre de sites compatibles.