consommation annuelle éolienne ; tenir compte du rendement ou du facteur de charge?

[invitefe6943a3]

Bonjour,

Je suis actuellement en stage sur un projet de base de données rassemblant les systèmes industrielles de production d'électricité qu'il soit d'origine renouvelables ou non (éolienne, nucléaire, géothermie etc.). Pour mon projet, j'essaie d'évaluer de façon approximative la consommation annuelle de chacun d'eux.
Pour cela j'ai émis l'hypothèse suivante:

Pour une éolienne par exemple: j'ai recueilli les données suivantes après confrontations de plusieurs sources:
Facteur de charge : 22% ; rendement: 30%
Si on prend une éolienne d'une puissance de 10 MW, sa consommation annuelle est donc obtenue par la formule suivante:
puissance * facteur de charge * rendement * nb de jours par an * nombre d'heures par jour
= 10*0.22*0.3*365*24=5781 MWh

Voila la formule que je compte utiliser sauf que mon problème est que sur les nombreux sites que j'ai consulté j'ai constaté qu'il ne tenait uniquement compte du facteur de charge et pas du rendement donc est-ce juste d'inclure le rendement dans la formule ou est-ce erroné.

Je vous remercie par avance pour votre aide
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[phys4]

Il ne faut pas cumuler le facteur de charge et le rendement.

Le premier concerne l'utilisation de l'éolienne, il signifie que l'éolienne ne sera utilisée que 22% du temps.
Le rendement c'est le facteur de puissance moyenne déterminé par les conditions locales. La puissance moyenne ne pourra dépasser 30% d la puissance max.

Il faut prendre le plus petit des deux facteurs.

[invitefe6943a3]

Tout d'abord merci d'avoir répondu aussi vite.
Cependant je ne comprends pas: vous me conseillez de prendre le plus petit des 2 facteurs; je ne vois pas le lien physique ou mathématique. Il doit bien avoir une explication justifiant l'utilisation de tel ou tel facteur.
Je m'explique: toutes les énergies étudiées ne se valent pas en terme de rentabilité par rapport au coût d'investissement et a temps de retour
Par exemple une centrale thermique au charbon (dans le cas d'une production d'électricité) possède un facteur de charge de 85% en moyenne donc elle fonctionne 85% du temps sur une année. Son rendement lui n'est que de 37 % environ ce qui signifie que la valorisation de l'énergie calorifique disponible suite à la combustion du charbon en incluant les pertes de charges et autres ne conduit qu'à une "transformation" de 37% de l'énergie thermique en énergie électrique.
Voila ce que je crois avoir compris de ces 2 notions. Ainsi je ne vois pourquoi je prendrai simplement le facteur le plus bas, ce serait tout mélanger. Je pense plutôt qu'il vaut mieux soit se réferrer uniquement au rendement soit au facteur de charge.

De plus, si je prend le facteur le plus bas se serait mettre toutes les énergies sur un pied d'égalité ce qui n'est pas le cas:
Une installation éolienne offshore possède un facteur de charge de 33% et un rendement de 35% en moyenne.

Donc si je prends le facteur le plus bas pour l'éolien je prend 33% (le facteur de charge donc) et pour la centrale a charbon je prend le rendement soit 37%
ET si je calcul la consommation annuelle pour ces 2 systèmes je me rend compte qu'elle est relativement proche. Or pour une même puissance une centrale à charbon est beaucoup plus productive que de l'éolien donc ce n'est pas logique.

[phys4]

Par exemple une centrale thermique au charbon (dans le cas d'une production d'électricité) possède un facteur de charge de 85% en moyenne donc elle fonctionne 85% du temps sur une année. Son rendement lui n'est que de 37 % environ ce qui signifie que la valorisation de l'énergie calorifique disponible suite à la combustion du charbon en incluant les pertes de charges et autres ne conduit qu'à une "transformation" de 37% de l'énergie thermique en énergie électrique.
Voila ce que je crois avoir compris de ces 2 notions. Ainsi je ne vois pourquoi je prendrai simplement le facteur le plus bas, ce serait tout mélanger. Je pense plutôt qu'il vaut mieux soit se réferrer uniquement au rendement soit au facteur de charge.

Il ne faut pas confondre les définitions : le rendement d'une centrale thermique c'est le rapport énergie utile/ énergie libre initiale du combustible.
Il n'y a pas de combustible défini pour une éolienne et ce que l'on prend pour rendement c'est le régime du vent local qui le détermine.
Vous auriez raison de multiplier les facteurs s'ils étaient indépendants, mais ils ne sont pas définis ainsi.

Donc si je prends le facteur le plus bas pour l'éolien je prend 33% (le facteur de charge donc) et pour la centrale a charbon je prend le rendement soit 37%
ET si je calcul la consommation annuelle pour ces 2 systèmes je me rend compte qu'elle est relativement proche. Or pour une même puissance une centrale à charbon est beaucoup plus productive que de l'éolien donc ce n'est pas logique.

La puissance d'une centrale à charbon, c'est la puissance électrique disponible après rendement, idem pour une centrale nucléaire : une centrale de 1,25 GW électrique consomme 3GW thermique de combustible nucléaire, la valeur qui la caractérise est la puissance électrique.
Une éolienne de 2MW fournit au maximum 2MW électrique lorsque le vent à une vitesse d'au moins 11 à 12 m/s, dans ce cas le rendement signifie que le régime annuel des vents ne permet pas d'obtenir plus de 33% de la puissance électrique max.

[A voir en vidéo sur Futura]

[barda]

slt,

le mode de fonctionnement d'une éolienne n'est pas le même que celui d'une centrale à charbon: le facteur de charge ne dépend pas de l'approvisionnement en énergie primaire, mais de la fiabilité de la machine, de son entretien, de la façon dont on l'utilise, etc... pour une éolienne, c'est le climat qui décide... accessoirement, le charbon se paye, pas le vent; le rendement de l'éolienne (qui est déjà inclus dans sa puissance maximale) n'a donc guère d'importance, en tous cas pour sa production, une fois qu'elle est installée... la puissance d'une éolienne est une puissance de "sortie", la puissance calorifique d'une centrale au charbon est une puissance "d'entrée"...
la formule permettant de calculer la quantité d'énergie fournie sur un an n'est donc pas la même pour les deux sources d'électricité:
pour l'éolienne: Q= Puisxfacteur de chargexnombre d'heures dans une année
pour le charbon: Q= Puisfourniexrendementxfacteur de chargexnombre d'heures dans une année

si pour le charbon, on prenait la puissance de sortie (électrique), les formules seraient identiques.

Mais en tout état de cause, une centrale au charbon est, à puissance installée identique, bien plus productive qu'une éolienne (l'éolienne dépend du vent, c'est une énergie dite "fatale", dont on ne choisit ni la date ni la quantité); c'est ce qui constitue les limites de l'énergie éolienne (solaire aussi d'ailleurs).

[invitefe6943a3]

Merci pour vos réponses à tous les 2, j'y vois désormais nettement plus clair. Maintenant que ce noeud est débloqué je vais pouvoir continuer d'avancer sur mon projet

muchias gracias

[Tilleul]

Le premier concerne l'utilisation de l'éolienne, il signifie que l'éolienne ne sera utilisée que 22% du temps.

C'est faux. Il s'agit de la puissance moyenne qui sort de l'éolienne, en l'occurence un facteur de charge de 22% signifie que l'éolienne fournit en moyenne 22% de sa puissance maximale (la puissance dépendant bien évidemment de la puissance du vent).Si "l'utilisation" de l'éolienne correspond aux nombres d'heures ou elle produit de l'électricité, c'est de l'ordre de 5000 à 6000 heures soit 60 à 70% du temps.

[phys4]

C'est faux. Il s'agit de la puissance moyenne qui sort de l'éolienne, en l'occurence un facteur de charge de 22% signifie que l'éolienne fournit en moyenne 22% de sa puissance maximale (la puissance dépendant bien évidemment de la puissance du vent).

C'est d'accord, le facteur temps est un lapsus, je voulais dire 22% de ses possibilités.