Petit éolien domestique en Savoie

Transcription

1 en Savoie T.Pottier ASDER et S. Pollak ASTREO Plan Qu est ce qui fait (bien) tourner une éolienne Une éolienne soit, mais pour quoi faire Monter un projet Points de vigilance Exemple Conclusion 1

2 Qu est ce qui fait tourner une éolienne? Effet mécanique : l effet venturi Le relief alpin! 200% Vb > Va! Effet thermique : les brises 100% 50% 120% brise de lac 2

3 Au minimum 4,5 m/s (16 km/h) Puissance du vent proportionnelle au cube de sa vitesse: A 10 m/s (36 km/h) on produit 37% de plus qu à 9 m/s (32 km/h) Un vent suffisant P = ½ ρ S V³ Cp le plus souvent possible 3

4 Une grande surface balayée P = ½ ρ S V³ Cp D2 = 4m S2 = 12,56 m 2 D1 = 3m S1 = 7,06 m 2 Puissance proportionnelle au carré du diamètre le plus haut possible Le vitesse du vent varie selon la hauteur du mat et la rugosité du terrain Il y a donc intérêt à augmenter la hauteur du mat Paysage Indice Perte Surface d'eau Terrain complètement dégagé avec une surface lisse Terrain agricole dégagé, collines doucement arrondies Terrain agricole avec beaucoup de constructions Villages, petites villes Grandes villes avec de hauts immeubles Très grandes villes avec de hauts immeubles

5 Impact de la hauteur Exemple : sur un site donné, la vitesse de vent à 20 m de haut est 10% plus importante qu à 10 m. L énergie produite est par contre 35% supérieure. en évitant les turbulences Placer l éolienne le plus loin possible des obstacles environ 100 m des objets de même hauteur 10 m au dessus des Petit obstacles éolien domestique les plus proches 5

6 donc les obstacles Hélas, des limites physiques Toute l énergie du vent ne peut être valorisée. on ne peut récupérer plus que 16/27 ème de l énergie du vent = 59% (limite de Betz) il y a des pertes mécaniques Au final, les meilleures machines peuvent récupérer de l ordre de 45% de l énergie du vent. On l appelle coefficient de performance (Cp). 6

7 Que vaut cette éolienne de toit Appliquons P = ½ ρ S V³ Cp Cp =? Quelques données réalistes diamètre rotor 3,5 à 4m 5,5 à 6m puissance à à 12 m/s 2 à 3,5 kw 6 à 7,5 kw à 6 m/s 300 à 600 W 800 W à 1,6 kw performance à 12 m/s 20 à 25% 20 à 24% à 6 m/s 20 à 37% 25 à 38% énergie annuelle à 5 m/s par vent variable 3500 à 5000 kwh 7000 à kwh 7

8 L éolien pour quoi faire? Vente intégrale au réseau Pas d obligation d achat hors ZDE mais possibilité de vendre en direct à des fournisseurs à leurs conditions 8

9 Vente du surplus et autoconsommation Attention à la courbe production / consommation Avec stockage batterie Secours sur coupure réseau est-il justifié? 9

10 Site autonome Réseau trop éloigné! MONTER UN PROJET 10

11 Court historique Une des toutes premières énergies utilisée par l homme avec l énergie hydroélectrique, après le bois avant JC, première traces de systèmes d irrigations entrainés par le vent à Babylone Au V éme siècle après JC, les égyptiens utilisent déjà des moulins A vent à axe vertical Au VIIème siècle après JC, l essor des moulins à vents permet le démarrage d une activité «économique» (grain, papier, scierie, huile, pompage ) 1802 : Lord Kelvin à l idée de brancher une génératrice électrique à un moulin à vent 1868 : Zenobe Gramme invente la dynamo!!! 1888 : Charles Brush invente la première éolienne autonome (sur batteries) 1891 : Poul La Cour découvre l influence de la forme du nombre de pales sur le rendement 1930 : des milliers de petites éoliennes sont construites aux états unis (alimentation fermes) La révolution industrielle, avec l avènement de la vapeur, de l électricité et des énergies fossiles sonne le glas du développement éolien 1973 et 1979 : les chocs pétroliers donne un regain d intérêt à l éolien, qui aujourd hui encore est une énergie incontournable dans la mix énergétique Qu est-ce qu un bon site? Suis-je dans une région ventée? Ne pas se fier aux atlas de vent souvent calculés à 50m/sol Ni aux roses des vents de Météo France Existe-t-il des indices encourageants? Anciens moulins Végétation de protection Mon environnement direct est-il adapté? Rugosité du terrain / urbanisation existante ou future Voisinage sensible?!? Géologie du terrain 11

12 Si votre site semble propice Mesurer le vent sur site Il faut réaliser une étude de vent! Seul véritable moyen pour confirmer : - La force et la vitesse - La répartition suivant les vitesses - La répartition des directions - Un productible réaliste «multi-machine» - Une courbe typique de production Pas d anémomètre sur le toit : turbulences de la maison!! Le mât de mesure Les règles : - Un système d acquisition fiable - A l endroit supposé d implantation - A la hauteur de la machine (et plus si possible) - Pendant 3 mois minimum! (1 an idéal) 12

13 Un aérogénérateur en détail Les pales transforment l énergie cinétique du vent en énergie mécanique L arbre de transmission fait transiter la puissance au générateur Le générateur transforme l énergie mécanique en énergie électrique «sauvage» L armoire électrique harmonise la production en vue de son utilisation Choisir sa machine Horizontale Verticale 3D Usine à gaz Réservé aux aventuriers Site traditionnel Vocation urbaine Mixte 13

14 Des détails, oui mais Détails majeurs Le bruit : principal source de conflits! Dépend principalement de la taille et du nombre de pâles La courbe de puissance : souvent surestimée par les fabricants Technologie synchrone à aimants permanents à privilégier La solidité : attention aux origines exotiques ou inter-galactique Système de mise en sécurité en conditions fortes?? L esthétique : un paramètre purement subjectif mais qui compte malgré tout Détails mineurs Terrestre ou marine : qui peut le plus peut le moins! Seuil de démarrage de production : le plus bas possible Hélice au vent ou sous le vent : du moment que le Cp est là Moyen de contrôle : Site Expérimental pour le Petit Eolien de Narbonne (SEPEN) Le mât? Poids : +++ Surf au sol : -- Coût : +++ Robustesse : -- Poids : ++ Surf au sol : -- Coût : ++ Robustesse : - Poids : - Surf au sol : + Coût : - Robustesse : + Poids : -- Surf au sol : ++ Coût : -- Robustesse : ++ 14

15 L architecture électrique Formalités administratives Urbanisme : N oubliez pas d afficher votre panneau d information réglementaire sur site!!! Si nacelle <12 m : normalement aucune démarche, mais DP si notifiée dans le PLU Si nacelle >12m : PC + notice d impact Si nacelle > 50m : PC + etude d impact Si vente de l énergie : Demande d autorisation d exploiter Demande raccordement ERDF Demande de certificat pour obligation d achat (en ZDE) Demande de contrat d achat Visite du Consuel Assurance : RC dommage et biens (foudre, vandalisme, tempête) Si vente de l énergie : RC pro + RC ilotage VOTRE VOISINAGE D ABORD! Demande subvention : Commune, département, région (appel à projet) Fonds d Amortissement des Charges d Electicités : Facé (sous conditions) Crédit d impôt à demander 15

16 Déroulement d un chantier Génie civil : terrassement, massif béton selon préconisations (attention au séchage) Montage nacelle sommet de mât Levage : auto-basculant avec flèche de manœuvre ou avec grue ou hélico en dernier recours Branchement pied de mât Coffret électrique en // TGBT Tests Mise en service (s il y a du vent ) Réception! Raccordement si vente Exploitation, entretien En phase d exploitation pendant les premières semaines : S assurer de l absence de vibrations «non prévues» par le constructeur S assurer d une production en corrélation avec les conditions de vent Système de sécurité efficace Absence de désordre en général Au bout de six mois, puis 1 fois /an : Vérification et serrage des boulons et des raccordements électriques Vérification de tous les composants pour y déceler toute trace de corrosion Vérification des graissages Vérification des haubans en ce qui concerne la tension et le serrage correct, s'il y a lieu Vérification de l'usure de la bande de protection des bords d'attaque des pales et remplacement s'il y a lieu. Une machine bien entretenue est un gage de durabilité! Assurée par l installateur la première année!! Sous forme de contrat de maintenance ensuite 16

17 Aspect économique Puissance nominale : 1,5kW Durée de vie : 20 ans Propriétaire en couple dans une résidence principale de plus de 2 ans Poste Coût en Recettes en Frais de raccordement HT 850,00 Génie civil HT 1500,00 Coût H.T. pose comprise 12000,00 part matériel HT 10500,00 TVA (7%) 1004,50 Investissement TTC avant aides 15354,50 Crédit d'impôt matériel (31%) 3255,00 Solde TTC à la charge du producteur 12099,50 Maintenance annuelle 150,00 Vitesse moyenne du vent 5m/s 6m/s 7m/s Prod annuelle 2440 kwh 3650 kwh 4800kWh Vente de l'énergie (6c /kwh) 146,40 219,00 288,00 Temps de retour global (en année) POINTS DE VIGILANCE 17

18 Examen d une offre Puissance recalculée à 9 m/s P = ½ ρ S V³ Cp = 0,5 x 1,22 x 3,07 x 729 x? =? W Examen d une offre 18

19 Examen d une offre Examen d une offre 19

20 Examen d une offre Etre attentif à la vraisemblance du gisement éolien local la pertinence du choix du matériel proposé aux données de production annoncées la notoriété du matériel proposé la compétence du professionnel l offre de financement associée (taux d intérêt!!!) aux promesses de crédit d impôt et d amortissement au label Qualivent (pas forcément un gage de qualité) Ne jamais signer de devis sur un coin de table sous quelque prétexte que ce soit! Prenez le temps de comparer et de vérifier les offres et les prestations des installateurs 20

21 Être vigilant sur une offre Devis détaillé (matériel, main d œuvre, avec ou sans génie civil) Etude de vent (matériel à disposition, périodicité) Productible estimé Qualité machine (fiche technique, tests SEPEN, provenance) Respect des normes Garantie Discours et arguments de l installateur Assurance RC décennale + prestataires Références clients et machines en cours d exploitation Proposition de maintenance Connaissance et prise en charge des démarches administratives Code de la consommation article L La rétractation Vente dans une foire/salon => pas de rétractation possible! Démarchage, vente à distance, crédit à la consommation => rétractation possible, bordereau de rétractation obligatoire sur le devis Rétractation possible sous 7 jours sans crédit associé ou sous 14 jours si crédit à la consommation associé (à vérifier) DGCCRF au

22 CONCLUSION Motivations acte militant équilibrer production et consommation réduire la facture d électricité placement financier??? secours sur coupure réseau??? site isolé complet amateur de belle mécanique! 22

23 À condition d avoir Le petit éolien je peux un vent suffisant de la motivation et de la patience des professionnels sérieux et compétents un matériel fiable et performant envie de s intéresser à la technique Et aussi la capacité de comprendre d autres points de vue l ouverture à la négociation Appel à projet régional Les enseignements du 1er appel à projet 23

24 LIENS ET RESSOURCES DOCUMENTAIRES Le grand livre de l'éolien de Paul Gipe Bibliographie Observ'ER; 146, rue de l'université, F75007, Paris, France, L'énergie éolienne : Principes, Études de cas de Marc Rapin, Jean-Marc Noël Editions BROCHE Le mini-éolien de Emmanuel Riolet Editions EYROLLES 24

25 Forum petit éolien : Sur la toile AFPPE : SEPEN : Guide ADEME : Tripallium : tentez l auto-construction!! RAEE Journées d échange sur le petit éolien février Guides divers : Pôle énergie 11, Ti eol, Greenvivo Fabricants Fabricants: windenergy.com provenenergy.co.uk fortiswindenergy.com eoltec.com evancewind.com bergey.com colibrienergie.com nheolis windspot 25

26 MERCI DE VOTRE ATTENTION 26