BIMEP, énergie des vagues au Pays Basque

2014/12/01 López Ropero, Iraide - Teknologia Elektronikoa Departamentua EHUren Bilboko Ingeniaritza Eskola Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Ces dernières années, nous avons un nouveau terme d'énergies renouvelables, l'énergie des vagues. Comme son nom l'indique, il s'agit de l'obtention d'énergie des vagues marines pour une transformation ultérieure en énergie électrique et leur transfert ultérieur au réseau électrique.

La technologie de l'énergie des vagues est une ressource renouvelable très puissante et on estime qu'il y a 3 TW disponibles dans le monde. En outre, dans la mesure où il est renouvelable, il est très respectueux de l'environnement.

La côte du Pays Basque a une énergie potentielle moyenne-élevée qui permet son exploitation. C'est pourquoi il est l'un des rares territoires au monde à pouvoir exploiter cette ressource énergétique.

En juillet 2011, de la main de l'Ente Basque de l'Énergie (EVE) et du Gouvernement Basque, avec un investissement de 2,3 millions d'euros, a été inaugurée à Mutriku une usine pilote de production d'énergie à travers la houle. Il s'agit du premier étage d'Europe qui agit de manière commerciale et intègre toute l'énergie qu'il génère dans le réseau électrique. Pendant la période de fonctionnement, elle a généré 400.000 kWh par an, ce qui équivaut à la consommation de 400 personnes. L'usine de Mutriku a une capacité de 296 kW grâce à 16 turbines de 18,5 kW. Elle utilise la technologie OWC (Oscillating Water Column), qui fonctionne comme : lorsque la vague arrive, elle pénètre dans la chambre à air, comprime l'air qui s'y trouve et dirige cet air vers la turbine. The air flow fait tourner la turbine d'air, qui à son tour actionne le générateur électrique en générant de l'énergie. D'un autre côté, lorsque la vague est séparée, le flux d'air de la chambre se déplace vers le côté opposé, c'est-à-dire que l'air de la chambre s'étend, affecte la turbine et produit de l'énergie en passant le flux d'air de la turbine à la chambre.

BIMEP: Biscay Marine Energy Platform

En plus de l'usine de Mutriku, l'EVE a lancé un autre projet lié à l'énergie des vagues: BIMEP (Biscay Marine Energy Platform).

Le projet BIMEP, avec un investissement de 20 millions d'euros, a compté sur la participation de l'EVE et de l'IDAE (Institut de la diversification et économie d'énergie) de 80% et de 20%, respectivement. Voyons donc ce qu'est BIMEP.

Le BIMEP est le deuxième projet le plus important visant à promouvoir l'énergie des vagues au Pays Basque. Grâce à cette construction, l'Euskadi devient une référence mondiale en matière d'énergie des vagues.

L'usine BIMEP, située en haute mer, est un espace conditionné pour démontrer et démontrer la viabilité technique et économique des convertisseurs d'énergie marine. Dans le même temps, il sera un outil utile pour démontrer la sécurité des convertisseurs avant de passer à la phase de commercialisation. Les convertisseurs, une fois les essais de BIMEP réalisés et leur faisabilité prouvée (à travers les données obtenues), auront un degré de maturité suffisant pour prendre la décision de leur fabrication et commercialisation en série (on estime qu'il y a 20 ans pour disposer de convertisseurs commerciaux de vagues). C'est le premier étage de ces caractéristiques dans l'État espagnol et le troisième en Europe.

Caractéristiques marines les plus adaptées

L'énergie potentielle des vagues sur la côte basque est parmi les plus grandes (21 kW/m) au niveau mondial. En Espagne, il existe des différences de potentiel énergétique plus élevé, comme la côte galicienne, qui a une énergie potentielle de 55 kW/m. Cependant, les convertisseurs de vagues ne sont pas encore des technologies matures, et un potentiel énergétique de 55 kW/m indique que des conditions marines plus dures et agressives devront être affrontées. Ce sont donc des conditions excessivement violentes pour essayer des prototypes de convertisseurs de vagues à faible niveau de maturité. En outre, étant donné que l'objectif des prototypes est essai et test, ils ne sont pas les emplacements les plus appropriés. À son tour, il y a des zones avec moins de potentiel énergétique comme la côte méditerranéenne (8 kW/m). Cependant, dans ces endroits, les tests et/ou essais ne sont pas très pratiques car le potentiel énergétique est très faible. En conséquence, la côte basque est un endroit idéal pour l'étude de l'énergie marine.

La zone de la plate-forme BIMEP n'aura pas de navigation. La zone d'essai se trouve à 1,7 km d'Armintza à son point le plus proche, en haute mer, dans une zone de 50-90 m de profondeur. La surface de la zone est délimitée par sept balises de 5,3 km2. En outre, il existe une autre zone maritime à proximité qui peut être utilisé à l'avenir pour augmenter la surface.

Les convertisseurs qui seront installés sur la plateforme BIMEP dureront quelques mois. Leur installation ne sera pas définitive, car il ne s'agit pas de produire de l'énergie électrique, mais de démontrer la viabilité de ces nouvelles technologies avant le processus de commercialisation. Normalement les convertisseurs seront ancrés pendant les mois d'été et en hiver ils pourront se retirer de la zone d'essai si l'utilisateur le souhaite pour éviter des conditions météorologiques défavorables.

La quantité d'énergie générée pendant l'ancrage des frappeurs sera très variable. En fait, de nombreux types de convertisseurs de vagues de différentes puissances seront installés qui, comme mentionné ci-dessus, changeront pour essayer de nouveaux. Il ne faut pas oublier que les convertisseurs à installer seront des prototypes et selon la maturité technologique du prototype seront d'une capacité ou d'une autre. À côté de cela, il faudrait préciser que, contrairement à l'énergie éolienne et solaire, il est très difficile de déterminer le prix (kWh) de l'électricité produite actuellement par l'énergie des vagues. Les convertisseurs, étant prototypes et rares, ont un coût de plusieurs millions d'euros. Certains des accessoires utilisés dans les mêmes ne peuvent pas être trouvés sur le marché et, en outre, on ne sait toujours pas l'entretien et le coût qu'ils vont supposer. Par conséquent, BIMEP joue un rôle très important dans la viabilité des technologies des vagues. De plus, dans le BIMEP, non seulement les technologies énergétiques des vagues seront évaluées (même si ce sont les premiers objectifs), mais aussi d'autres technologies d'énergie marine. En ce sens, l'aérogénérateur marin du projet HiPRWind a été reçu au BIMEP en décembre 2013. L'objectif est d'étudier, de travailler et d'apporter de nouvelles solutions aux plateformes flottantes de fondation d'éoliennes marines de grande puissance pour générer de nouveaux projets en mer. Le générateur a une puissance de 1,5 MW et une hauteur de 60 m et un diamètre de 77 m. C'est le premier projet de ces caractéristiques en Espagne.

Une fois connu exactement ce qu'est BIMEP, dans les sections suivantes nous connaîtrons l'infrastructure et l'équipement du BIMEP.

Infrastructures maritimes

Pour apporter l'énergie générée par les convertisseurs à la sous-station terrestre, 4 câbles sous-marins de puissance seront utilisés. Chaque câble a une capacité de travail de 5 MW de puissance de sorte que le BIMEP a une capacité totale de 20 MW. Il existe également plusieurs bouées océanographiques qui permettent de connaître l'état atmosphérique et les caractéristiques de ses vagues.

Chaque zone d'ancrage, composée de quatre zones, figure 1, dispose de systèmes de connexion électrique à 13,2 kV et 5 MW. Dans chaque zone d'ancrage, plusieurs convertisseurs peuvent être connectés via des multiconnecteurs. Le câble qui est connecté à chacun des convertisseurs est appelé câble d'argent et de là, l'énergie produite sera transportée. Pour transmettre cette énergie à la côte, le câble argenté sera relié au câble statique sous-marin par un connecteur électrique. La figure 2 montre pas à pas comment l'énergie du convertisseur est transmise au réseau électrique.

Infrastructures côtières

Comme on le voit dans la figure 2, sur la côte il y a un point d'entrée, c'est-à-dire le point où le câble sous-marin passe au câble du sol (archet). En outre, la sous-station électrique dispose de deux transformateurs de 13,2/132 kV et 20 MW, ainsi que des protections et contrôles électriques nécessaires. La ligne électrique de la côte à la sous-station est composée de quatre câbles de 13,2 kV et 5 MW. Le transport de la sous-station au réseau électrique se fait par un seul câble de 132 kV et 20 MW.

Les données obtenues à la fois des câbles et des convertisseurs seront collectées dans le centre de recherche côtière afin que les chercheurs locaux puissent les analyser et vérifier la viabilité des convertisseurs.

Ancrage des convertisseurs de vagues

Notez également comment les convertisseurs sont transportés et fixés dans la zone d'essai. Un bateau remorquera le convertisseur à la zone d'ancrage pour son ancrage par des ancrages en béton ou des techniques de chaînes et d'ancrages. L'extrémité du câble de la boîte de raccordement sort à la surface, où le point d'interconnexion ou le connecteur électrique est déjà connecté. Une fois affleuré, il se connecte à bord du bateau avec le câble ombilical du convertisseur. Une fois que la connexion est correcte, le système de connexion entier est immergé. Si oui, le convertisseur est prêt à être inséré dans le réseau électrique.

Conclusions

Grâce à l'installation de Mutriku et du BIMEP, le Pays Basque devient une référence mondiale dans le domaine de l'énergie des vagues, grâce aux tentatives de démonstration des deux technologies. Ces technologies BIMEP peuvent être testées, améliorées et développées et devraient être commercialisées au fil du temps. Pour faire cette étape, il est impératif que des chercheurs et des scientifiques travaillant autour de cette technologie puissent tester et vérifier leurs outils. En ce sens, l'infrastructure BIMEP est indispensable pour que le BIMEP lui-même et l'Euskadi soient connus dans le monde entier.

Bibliographie Bibliographie

Remerciements

Ce travail a été travaillé dans le cadre de l'UFI11/16 de l'UPV/EHU en collaboration avec le Gouvernement basque (PRE_2013_2_425). Merci également à l'EVE pour sa collaboration dans l'élaboration de l'information et pour ses images.