Techniques de modélisation de la production éolienne
Loi de Weibull.
La vitesse du vent en un site donné est communément considérée comme une variable aléatoire suivant une loi de Weibull à 2 paramètres, dits paramètres d’échelle k et de forme λ :
La Figure 1 présente l’allure de ces courbes, pour quelques valeurs de λ et k. Pour un site offshore belge, les valeurs typiques des paramètres sont k=2, λ=10.
Figure 1 : Lois de Weibull (gauche) λ=10, k variant de 1 à 5 ; (droite) k=2, λ variant de 7 à 15.
Les lois de Weibull sont particulièrement utiles lorsqu’il s’agit de représenter statistiquement le caractère aléatoire de la vitesse du vent en un site donné, sans pour autant s’intéresser à l’évolution temporelle de cette vitesse. C’est le cas de l’étude d’impact que nous mènerons à l’aide du logiciel Scanner dans la troisième partie de ce rapport. La loi de Weibull peut facilement être combinée à la courbe de puissance d’un parc éolien afin d’estimer sa courbe de production annuelle. Nous introduisons donc ici cette courbe de puissance agrégée à l’échelle d’un parc.
Courbe de puissance multi-turbine.
Par rapport à une courbe de production classique, la courbe de production multi-turbine est rendue moins discontinue aux vitesses de démarrage et d’arrêt. On modélise ainsi le fait qu’au sein d’un même parc, les éoliennes ne s’arrêtent ni ne démarrent toutes en même temps. Cette courbe peut également être réalisée pour modéliser le fonctionnement d’un plus grand nombre d’éoliennes, par exemple à l’échelle d’une zone géographique entière, comme le fait la Figure 2.
Figure 2 : Modèle de courbe de puissance multi-turbine à l’échelle d’une zone.
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