SeaTwirl a signé avec Westcon pour construire et déployer sa première éolienne flottante de 1 mégawatt en Norvège
La société suédoise SeaTwirl affirme que ses éoliennes flottantes à axe vertical ont ce qu’il faut pour réduire considérablement le coût de l’énergie éolienne en mer profonde, et elle a signé un accord avec Westcon pour construire et déployer une turbine de 1 MW à l’échelle commerciale en Norvège.
Nous avons beaucoup parlé des éoliennes offshore flottantes ces derniers temps, mais avec raison. Jetez un coup d’œil aux chiffres prévus du coût actualisé de l’énergie (LCoE) de l’US Energy Information Administration pour 2027, à la page 9 de ce rapport. L’éolien en mer profonde est une énorme opportunité d’énergie renouvelable dans la course à la décarbonation, mais dans l’état actuel des choses, il est si cher qu’il sera difficile d’en faire une entreprise. Le dollar tout-puissant parlera ; si l’éolien offshore n’est pas rentable, l’humanité n’aura pas accès à cette ressource.
Mais comme cela a été expliqué avec justesse dans nos récentes interviews avec le très innovant World Wide Wind et le super pratique T-Omega Wind, une partie du problème est la technologie elle-même. Selon ces innovateurs, les éoliennes offshore à ventilateur sur bâton d’aujourd’hui sont construites autour de conceptions terrestres et d’une pensée terrestre qui ne fonctionneront tout simplement jamais de manière rentable dans l’océan profond. Il existe ici une énorme opportunité pour des conceptions fondamentalement différentes de perturber une industrie plutôt malade, de fournir de l’énergie beaucoup moins chère à partir de parcs éoliens offshore et, ce faisant, d’apporter une énorme contribution à la révolution de l’énergie propre.
La société suédoise SeaTwirl existe depuis un certain temps ; nous l’avons couvert pour la première fois en 2011 . Officiellement fondée en 2012, sur la base d’une idée d’abord prototypée et testée en 2007, la société a fait installer une petite version d’essai de 30 kW de sa technologie de turbine flottante appelée S1 au large de Lysekil, en Suède depuis 2015. S’élevant à 13 m au-dessus de la ligne de flottaison et descendant à 18 m en dessous, il est connecté au réseau et produit de l’électricité depuis sept ans et compte, et a prouvé sa capacité à résister au vent de niveau ouragan et conditions de vagues.
Un prototype S1 de 30 kW fonctionne depuis sept ans maintenant et a prouvé sa capacité à faire face aux vents violents
SeaTwirl décrit sa conception comme simple et robuste. Il s’agit d’une éolienne à axe vertical (VAWT), un cylindre en rotation par opposition aux éoliennes à axe horizontal (HAWT) de type moulin à vent traditionnellement utilisées aujourd’hui. Les VAWT sont une technologie prometteuse pour l’éolien offshore flottant pour plusieurs raisons.
Premièrement, ils peuvent accepter et utiliser le vent de toutes les directions, de sorte qu’ils n’ont pas besoin de systèmes lourds et coûteux pour les diriger vers la brise comme le font les HAWT. Deuxièmement, ils peuvent faire fonctionner leurs générateurs au niveau ou en dessous de la ligne de flottaison. Les HAWT doivent monter cet équipement lourd jusqu’au sommet de leurs tours de support où se trouve l’essieu principal, créant une conception très lourde qui nécessite une résistance extrême de la tour et d’énormes contrepoids sous la surface pour les maintenir debout. Plus de résistance signifie plus de matériaux et plus de coûts.
Troisièmement, ils peuvent être déployés beaucoup plus près les uns des autres que les HAWT, car ils créent un effet de sillage minimal sous le vent. Les HAWT doivent être plus espacés, ce qui réduit le rendement d’une zone de projet donnée.
L’un des avantages des VAWT est leur capacité à être espacés beaucoup plus près les uns des autres que les HAWT dans une installation
La conception de SeaTwirl monte de manière rigide trois pales VAWT sur un long mât flottant avec un centre de gravité bas et un poids lourd au fond agissant comme une quille. Celui-ci se trouve dans un anneau de générateur statique, qui est ancré au fond de la mer. Le pôle entier tourne, entraîné par les pales lorsqu’elles attrapent le vent, et le générateur récupère l’énergie et la renvoie au rivage via des câbles.
Parce que la tour principale elle-même est flottante et maintenue plus ou moins verticale par la quille, les roulements du générateur n’ont pas à supporter le poids de toute la structure. Ils peuvent donc être plus petits, plus légers et moins chers. Comme pour les autres conceptions VAWT, la maintenance devrait être beaucoup plus facile et moins chère qu’avec les HAWT, car les pièces qui nécessitent le travail s’assoient près du niveau de la mer plutôt qu’au sommet d’énormes tours. Ainsi, ceux-ci peuvent être entretenus sans avoir besoin de navires-grues monstrueusement coûteux.
SeaTwirl se prépare maintenant à construire sa première version 1-MW, un pilote pour son premier produit commercial. La société a signé une lettre d’intention , quoi qu’il en soit, avec le fournisseur offshore, énergétique et maritime Westcon, pour construire et déployer sa première turbine de modèle S2x près de Bokn, en Norvège. Il devrait être mis en service en 2023, pour une période de test d’environ cinq ans.
La conception de SeaTwirl fait flotter une éolienne à axe vertical dans un anneau de générateur statique ancré au fond de la mer
Le S2x est considérablement plus grand – SeaTwirl le décrit comme environ 30 fois plus grand que le S1. Il atteindra une hauteur d’environ 55 m au-dessus de la surface, et son pôle central lesté plongera jusqu’à 80 m de profondeur. En tant que tel, il aura besoin d’eau profonde pour fonctionner ; SeaTwirl suggère au moins 100 m si vous ne voulez pas le cogner sur le fond marin. Il coupera l’alimentation si la vitesse du vent dépasse 25 m/sec (90 km/h), mais il est conçu pour résister à des vitesses de vent extrêmes jusqu’à 50 m/s (180 km/h), ce qui correspondrait aux limites supérieures d’un ouragan de catégorie 2. La société affirme qu’il devrait avoir une durée de vie d’environ 25 à 30 ans.
Pour en venir aux choses sérieuses, comment est le côté financier de ces choses ? SeaTwirl a déclaré dans le passé que la turbine de 1 MW serait instantanément compétitive.
« Des analyses qui ont été vérifiées par des tiers », lit-on dans une présentation centrée sur les investisseurs d’il y a au moins deux ans, « montrent que le S2 VAWT sera capable de produire de l’énergie à un LCoE mature inférieur à 50 € /MWh. »
Ce serait en effet un énorme bond en avant, rapprochant beaucoup plus le coût du flottant offshore de celui de l’éolien terrestre. Bien sûr, il reste à voir si ces chiffres se maintiennent dans une économie incertaine de la fin des années 2020.
Tout le monde dans l’espace éolien (à l’ exception notable de T-Omega ) cherche à évoluer comme un moyen de réduire davantage les coûts, et SeaTwirl dit qu’au-delà du S2x, il envisage un appareil ultérieur dans la gamme 6-10 MW, peut-être d’ici 2025. Ces choses évolueront, selon la société, jusqu’à 30 MW, soit près de deux fois la capacité des plus grands HAWT d’aujourd’hui .
Bon nombre des meilleures ressources éoliennes au monde se trouvent bien au large, en eau profonde
Nous aurons besoin d’être convaincus sur ce front – non pas que cela peut être fait, mais que cela peut être fait de manière économique. Le flotteur S2x de 1 MW nécessite déjà un puits de 135 m de long – lourdement lesté à une extrémité. Construire cela, le mettre à l’eau, le remorquer jusqu’à son emplacement et le déployer ? C’est déjà une sacrée proposition logistique. SeaTwirl dit qu’il n’est pas encore prêt à parler de sa méthode d’installation, si ce n’est pour dire « nous ne prévoyons pas d’utiliser des ports en eau profonde ». Mais ce sera absolument un élément clé du coût. En augmentant la capacité jusqu’à 10x ou 30x, on ne sait pas à quel point ces choses deviendront plus grandes et plus lourdes, ou combien les coûts d’équipement et de logistique vont exploser.
Il s’agit d’une approche plus simple et moins ambitieuse que la proposition de World Wide Wind de déployer des VAWT à double empilement et contrarotatifs pour doubler le rendement énergétique . Mais SeaTwirl a des années d’avance sur l’exécution, il semble confiant qu’il peut fournir un LCoE assez similaire, et si tout se passe comme prévu, il aura quelque chose d’une échelle décente et commercialement pertinente dans l’eau qui fera ses preuves d’ici l’année prochaine.
Le prix élevé de l’énergie éolienne en mer profonde, ainsi que les progrès des matériaux et de la simulation, pourraient fournir les conditions dans lesquelles les VAWT trouveront enfin leur place dans le secteur de l’énergie propre. Mais ce sera certainement un défi; développer quoi que ce soit dans les profondeurs de l’océan est beaucoup plus difficile que de le faire sur terre, et tous les problèmes de démarrage et les dures leçons coûteront donc plus cher à SeaTwirl. Mais cette machine est sur le point d’avoir une chance de faire son affaire, et nous souhaitons bonne chance à l’équipe.
