GE installe la première spirale au monde

Les vents les plus forts ont tendance à être plus haut, mais comme le montre cette étude de 2022, les turbines montées plus haut captant un vent plus fort ne correspondent pas nécessairement au coût de l'énergie le plus bas. En effet, une fois que vous avez pris en compte les coûts de fondations plus solides et de tours plus hautes et plus robustes, tout ce qui dépasse environ 120 m (394 pieds) a tendance à entraîner une électricité plus chère - et dans un marché aussi sensible aux prix que l'énergie, c'est une mauvaise nouvelle.

Selon le NREL, environ la moitié du coût actualisé de l'énergie (LCoE) d'une installation éolienne commerciale moyenne provient directement du coût des éoliennes elles-mêmes. De cela, près de la moitié de l'argent est dans la nacelle au sommet, et le reste est réparti entre les rotors, qui contribuent à environ 13,7 % au LCoE, et la tour elle-même, à environ 10,3 %.

Mais à mesure que les tours s'agrandissent, leur part du CAPEX initial (dépenses en capital) augmente de manière disproportionnée. Une tour de 110 m (361 pi) peut représenter 20 % du CAPEX d'un projet, tandis qu'une tour de 150 m (492 pi) devient 29 % du coût. Et cela sans parler des problèmes logistiques supplémentaires liés à la gestion de machines massives comme celle-ci.

Keystone dit qu'il a une solution de fabrication de tours qui fait baisser le prix des grandes tours si bas qu'elle "fait de l'énergie éolienne la source d'énergie la moins chère disponible, non seulement dans les plaines ouvertes, mais dans le monde entier".

L'idée est assez simple; au lieu de créer un certain nombre de "canettes" cylindriques, de les transporter par camion sur le site de la turbine et de les souder ensemble pour créer la structure finale de la tour, Keystone propose de construire rapidement de petites installations de fabrication sur place, puis de les transporter par camion en bobines d'acier en vrac, ou même des tôles plates, qui peuvent être soudées ensemble pour former des bandes plus longues. Ces bobines ou bandes sont introduites dans des cintreuses angulaires qui les plient en une forme en spirale, qui est soudée ensemble le long de la ligne de jonction en continu au fur et à mesure que l'acier est tourné. Une grande partie du processus est automatisée, comme vous pouvez le voir dans la vidéo ci-dessous.

Le résultat, dit Keystone, est des tours pleine longueur, ou des sections plus courtes si c'est plus facile sur le plan logistique, produites 10 fois plus vite qu'une usine standard ne peut les faire, utilisant jusqu'à 80 % de main-d'œuvre en moins. Il peut également y avoir des économies dans les fondations utilisées pour les tours soudées en spirale. L'usine peut être prête à démarrer en un mois environ, et la construction sur site signifie que vous pouvez fabriquer le type de sections de grand diamètre qui ne pourraient tout simplement pas passer sous les ponts si vous deviez les fabriquer dans une usine et les expédier.

Cette restriction de transport, selon Reuters, maintient actuellement le diamètre maximal à 4,3 m (14 pi) - limitant la hauteur de la tour à environ 80 m (262 pi). La technologie de Keystone peut évoluer pour produire des tours de plus de 7 m (23 pi) de diamètre, pour des tours jusqu'à 180 m (590 pi) de haut et au-delà. Ainsi, les parcs éoliens terrestres peuvent faire fonctionner des tours plus hautes, avec des pales plus longues, entraînant des turbines plus grosses et produisant plus d'énergie.

Le soudage en spirale est une technologie bien établie lorsqu'il s'agit de fabriquer des pipelines, de sorte que le processus de création et d'inspection de la qualité de ces longues sections de tube a déjà fait ses preuves. Keystone affirme que cela se traduit également par "de meilleures performances de fatigue et de flambage", permettant de fabriquer des tours d'une hauteur donnée en utilisant moins d'acier. Et puisque l'usine de fabrication est essentiellement mobile, il est assez facile d'en placer une temporairement à côté d'un quai et d'abattre des dizaines de sections ou des tours entières pour des installations offshore.

Alors que l'unité d'usine mobile est un élément clé du jeu de Keystone, elle a également mis en place sa propre usine de fabrication au Texas, et à partir de cette usine, elle a produit la tour pour sa première installation en direct, en collaboration avec General Electric Renewable Energy.

Ce premier produit est une tour soudée en spirale de 89 m (292 pi) pour la turbine 2.8-127 de GE. Certifiée pour une durée de vie de 40 ans, la tour est conçue pour remplacer simplement les tours standard de GE. Cela fournira probablement une bonne étude de cas à l'échelle commerciale à partir de laquelle procéder.

Certes, Keystone est une petite entreprise pour le moment, qui survit en grande partie grâce aux subventions du gouvernement américain. Dans ce type de fabrication, vous avez besoin d'économies d'échelle avant de pouvoir commencer à promettre de grosses économies aux clients. Mais la tour représente clairement une part importante du coût d'une éolienne finie, ainsi qu'un facteur limitant dans l'équation taille/puissance, de sorte que la technique de soudage en spirale de Keystone pourrait encore devenir un levier puissant pour déplacer les coûts des énergies renouvelables.

Source : Systèmes de tour Keystone via Recharge