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Shifts in wind energy potential following land-use driven vegetation dynamics in complex terrain

Résumé

Many mountainous regions with high wind energy potential are characterized by multi-scale variabilities of vegetation in both spatial and time dimensions, which strongly affect the spatial distribution of wind resource and its time evolution. To this end, we developed a coupled interdisciplinary modeling framework capable of assessing the shifts in wind energy potential following land-use driven vegetation dynamics in complex mountain terrain. It was applied to a case study area in the Romanian Carpathians. The results show that the overall shifts in wind energy potential following the changes of vegetation pattern due to different land-use policies can be dramatic. This suggests that the planning of wind energy project should be integrated with the land-use planning at a specific site to ensure that the expected energy production of the planned wind farm can be reached over its entire lifetime. Moreover, the changes in the spatial distribution of wind and turbulence under different scenarios of land-use are complex, and they must be taken into account in the micro-siting of wind turbines to maximize wind energy production and minimize fatigue loads (and associated maintenance costs). The proposed new modeling framework offers, for the first time, a powerful tool for assessing long-term variability in local wind energy potential that emerges from land-use change driven vegetation dynamics over complex terrain. Following a previously unexplored pathway of cause-effect relationships, it demonstrates a new linkage of agro- and forest policies in landscape development with an ultimate trade-off between renewable energy production and biodiversity targets. Moreover, it can be extended to study the potential effects of micro-climatic changes associated with wind farms on vegetation development (growth and patterning), which could in turn have a long-term feedback effect on wind resource distribution in mountainous regions.

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Énergie éolienne
L’énergie éolienne est l'énergie du vent, dont la force motrice (énergie cinétique) est utilisée dans le déplacement de voiliers et autres véhicules ou transformée au moyen d'un dispositif aérogénérateur, comme une éolienne ou un moulin à vent, en une énergie diversement utilisable. L'énergie éolienne est une énergie renouvelable. L'énergie éolienne est une source d'énergie intermittente qui n'est pas produite à la demande, mais selon les conditions météorologiques ; elle nécessite donc des installations de production ou de stockage en remplacement pendant ses périodes d'indisponibilité.
Parc éolien
thumb|Parc éolien de Neuenkirchen (Allemagne). thumb|Parc éolien de Tauern (Autriche). Une centrale éolienne, parc éolien, ou ferme éolienne, est un site regroupant plusieurs éoliennes produisant de l'électricité. Il se trouve dans un lieu où le vent est fort et/ou régulier. vignette|centre|Parc de Guazhou (Chine).|upright=3 La ferme éolienne de Gansu, province du Gansu, en Chine, est le plus important parc du monde avec de puissance en novembre 2010.
Éolienne
Une éolienne est un dispositif qui transforme l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique, dite énergie éolienne, laquelle est ensuite le plus souvent transformée en énergie électrique. Les éoliennes produisant de l'électricité sont appelées « aérogénérateurs », tandis que les éoliennes qui pompent directement de l'eau sont parfois dénommées « éoliennes de pompage » ou « pompes à vent ». Une forme ancienne d'éolienne est le moulin à vent.
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