Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology vient de tester le S2000, un dirigeable équipé de turbines qui a atteint 2 000 m d'altitude et produit de l'électricité directement injectée dans le réseau électrique.
Le S2000 a décollé près de Yibin, dans la province du Sichuan, dimanche dernier. Le dirigeable a mis environ 30 minutes pour monter jusqu'à 2 000 mètres, puis il a maintenu une position stable tout en générant 385 kilowattheures d'électricité. L'entreprise basée à Pékin a réussi son premier test en conditions réelles avec injection directe dans le réseau local. La plateforme mesure 60 mètres de long et 40 mètres de large et de haut, ce qui lui permet de voler plus près des zones urbaines que d'autres systèmes expérimentaux du même type.
Weng Hanke, directeur technique de Linyi Yunchuan, explique que son système doit pallier deux contraintes. La première concerne les zones isolées du réseau, comme les postes frontières, où le dirigeable peut fournir une source d'énergie relativement stable. La seconde consiste à compléter les parcs éoliens classiques, en créant une approche tridimensionnelle de la production électrique. La Chine veut désormais exploiter les vents en altitude avec ce système qui combine un ballon à l'hélium et un câble qui transmet l'électricité vers le sol.
Un dirigeable qui attrape le vent à 2 000 mètres
Le S2000 utilise un aérostat gonflé à l'hélium pour soulever une unité éolienne légère vers les couches d'air en haute altitude. Là-haut, les vents soufflent généralement plus fort et de façon plus régulière qu'au niveau du sol. Une fois en position, le système convertit l'énergie éolienne en électricité et renvoie le courant vers le sol via un câble d'attache. Ce même câble aide aussi à contrôler la position et la stabilité de la plateforme pendant qu'elle fonctionne.
Weng Hang précise que le vent augmente au cube de sa vitesse. Même de légères hausses de la vitesse du vent en altitude peuvent multiplier par plusieurs fois la production électrique comparée aux turbines terrestres classiques, tout en gardant une empreinte carbone faible et respectueuse de l'environnement. Pour maximiser cet avantage, le S2000 utilise une conception en conduit qui concentre le flux d'air. Ce conduit se forme entre l'enveloppe principale et une aile annulaire. Son rôle est de guider et comprimer le vent avant qu'il n'atteigne les turbines, pour améliorer globalement la capture d'énergie.
Grâce à cette disposition aérodynamique et à un volume total de près de 20 000 mètres cubes, le système peut atteindre une puissance nominale allant jusqu'à 3 mégawatts, selon les données de l'entreprise.
Contrairement aux éoliennes traditionnelles qui dépendent des vents de surface, souvent irréguliers et limités, le S2000 accède à des courants d'air constants qui circulent entre 1 500 et 3 000 mètres d'altitude. Ces courants sont beaucoup plus puissants et prévisibles, ce qui stabilise la production électrique. Le câble qui relie la plateforme au sol transporte non seulement l'électricité mais sert aussi de point d'ancrage pour maintenir le dirigeable en place malgré les turbulences.
L'entreprise a déjà commencé une production en petites séries et a signé des lettres d'intention avec plusieurs villes côtières et régions de haute altitude intéressées par le déploiement de la technologie. Pour soutenir une fabrication à plus grande échelle, Linyi Yunchuan construit une base de production de matériaux d'enveloppe haute performance à Zhoushan, dans la province du Zhejiang. L'installation devrait atteindre une production annuelle de 200 000 mètres linéaires d'ici 2026 et s'étendre à 800 000 mètres linéaires d'ici 2028. Ici, la Chine souhaite réduire sa dépendance de la Chine vis-à-vis des matériaux importés utilisés dans les systèmes éoliens de haute altitude.
Une alternative aux éoliennes terrestres
Ce dirigeable-turbine pourrait résoudre plusieurs problèmes des installations classiques. Les éoliennes terrestres occupent de vastes surfaces, génèrent du bruit et tuent des oiseaux. Elles dépendent aussi de vents suffisants au niveau du sol, ce qui limite leur efficacité dans certaines régions. Le S2000 contourne ces contraintes en montant là où le vent souffle vraiment. Il n'a pas besoin d'un mât de 100 mètres et occupe beaucoup moins d'espace au sol.
Les applications hors réseau intéressent particulièrement l'armée et les avant-postes isolés. Ces installations dépendent souvent de générateurs diesel bruyants et polluants. Un dirigeable comme le S2000 pourrait fournir une électricité propre et continue sans ravitaillement en carburant. Les zones montagneuses ou les îles éloignées pourraient aussi en bénéficier, car le système ne nécessite qu'un point d'ancrage au sol et un câble.
Pour les parcs éoliens traditionnels, le S2000 est un excellent complément. Quand le vent faiblit au niveau du sol, les turbines classiques ralentissent et la production chute. Le dirigeable, lui, continue de capter les vents d'altitude qui soufflent à un rythme différent. Cette combinaison crée un approvisionnement plus stable et prévisible, ce qui facilite l'intégration de l'éolien dans le réseau électrique.
Source : Interesting Engineering
