Former la prochaine génération de concepteurs d’éoliennes
L’énergie éolienne se développe rapidement. Cette source d’énergie verte promet d’atténuer bon nombre des problèmes liés à la combustion des combustibles fossiles, mais elle est confrontée à des défis importants. L’un de ces défis concerne la stabilité du futur système électrique. À mesure que les réseaux d’énergie éolienne se développent, leur complexité augmente et des technologies de modélisation et de contrôle plus sophistiquées sont nécessaires pour assurer la résilience de l’ensemble du système, d’autant plus que la technologie de production d’énergie éolienne elle-même progresse et que les réglementations évoluent. Pourtant, l’industrie manque encore de chercheurs de haut niveau pour résoudre ces problèmes. Le projet WinGrid, financé par l’UE et entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, visait à renforcer nos futurs systèmes d’énergie éolienne grâce à la formation rigoureuse de scientifiques spécialisés dans ce domaine. Dans le cadre de ce projet, des universitaires, des industriels et des consultants de toute l’Europe ont formé des chercheurs en début de carrière au matériel et aux logiciels qui sont au cœur de l’industrie éolienne. Il leur a également permis de se familiariser avec les défis spécifiques au secteur, tant actuels qu’anticipés, et a introduit des éléments de supervision pour aider à gérer la transition vers cette source d’énergie. «Les systèmes électriques passent rapidement de la domination des combustibles fossiles, du nucléaire et de l’hydroélectricité à l’intégration des sources vertes mais intermittentes que sont l’énergie éolienne et l’énergie solaire. Ce changement nécessite une évolution tout aussi rapide du fonctionnement et du contrôle de ces dispositifs à dominante renouvelable», explique Xiaowei Zhao, professeur d’ingénierie de contrôle à l’université de Warwick et coordinateur du projet WinGrid.
Garantir que l’énergie éolienne puisse soutenir les futurs systèmes électriques
Le projet a étudié la capacité des éoliennes à fournir des services rapides à l’échelle d’un réseau électrique. «Il était important pour les jeunes chercheurs de comprendre non seulement les aspects opérationnels et de planification des systèmes électriques modernes, mais aussi les raisons des différentes approches adoptées par les différents pays», ajoute Xiaowei Zhao. L’équipe WinGrid a organisé des séminaires à l’intention des exploitants de systèmes en Europe et ailleurs. Ils ont également invité des fabricants d’éoliennes, des propriétaires de parcs éoliens, des sociétés de conseil et des organisations d’innovation à des séminaires pour les aider à comprendre toutes les perspectives du secteur. «Le projet a permis de nouer des partenariats précieux avec des acteurs clés de l’industrie», souligne Xiaowei Zhao.
Former les chercheurs en début de carrière et diffuser de nouvelles connaissances
Le projet a permis de former avec succès leurs chercheurs en début de carrière, qui ont mené des activités de diffusion et d’exploitation de grande envergure (disponible en ligne) et ont généré un nombre conséquent de publications. Les stages de formation ont été enregistrées et diffusées sur la chaîne YouTube du projet, qui compte plus de 200 abonnés et a enregistré près de 10 000 vues dans plus de 100 pays.
Identifier et améliorer les fondamentaux de l’énergie éolienne
Entre autres résultats, le projet a permis d’identifier certaines des causes profondes des interactions dynamiques au sein des parcs éoliens et entre eux, de développer une stratégie de contrôle optimal basée sur l’IA pour maximiser la puissance, et de concevoir des solutions techniques pour optimiser le potentiel des éoliennes, ainsi que des méthodes avancées de modélisation et de contrôle pour les convertisseurs synchrones. De nouvelles méthodes de contrôle ont été élaborées pour améliorer les réponses en fréquence, tandis que de nouvelles conceptions d’éoliennes, telles que les éoliennes hydrostatiques, ont démontré un grand potentiel. Le projet a permis de trouver des moyens d’exploiter les systèmes d’énergie éolienne de manière plus efficace et plus stable. Plusieurs tests ont été effectués dans des laboratoires au Danemark, en Allemagne, en Israël, en Italie et au Royaume-Uni. «En démontrant la capacité des éoliennes à fournir des services fiables au-delà de la simple production d’énergie, nous avons contribué à ouvrir la voie à une transition en douceur vers des systèmes dominés par les énergies vertes, en réduisant la nécessité de recourir à la production d’énergie fossile pour assurer la sécurité et la stabilité du système», explique Xiaowei Zhao.
Mots‑clés
WinGrid, vent, énergie, puissance, réseau, complexité, futurs systèmes électriques, formation, chercheurs en début de carrière, turbines, conceptions