The Quebec Government supports Wind-Do Energy

Saint-Léonard, November 29^th, 2019 

The Quebec Government is providing financial assistance to Wind-Do Energy Inc. for the development of its midscale wind turbines network. This 500-thousand dollars project leads to the completion of the head of series within Wind-Do’s new facilities in Saint-Léonard, Montréal.

Midscale wind turbines can address large markets if they provide competitive edges and efficiency comparable to those of giant wind turbines. Wind-Do Energy is about to meet this challenge; this is why the Quebec Ministry of Economy and Innovation, through its Innovation program, provides a 150 thousand dollars financial assistance to supporting the development of wind turbines with modern engineering tools and equipment.

Wind-Do's midscale wind turbines operate in small networks, which offers significant competitive advantages over giant wind turbines because they can be configured precisely to the needs of its customers.

Wind-Do’s 20 meters high wind turbines do not generate visual and noise pollution problems, so they can be installed closer to users. Wind-Do’s wind farms can operate where giant wind turbines can’t, such as several off-grid locations in the far North. Wind-Do’s wind turbines are designed to be affordable. Wind-Do's commercial success is based on the profitability that its customers and users can achieve in their respective sectors.

"Ultimately, our systems could cut the cost of generating electricity on off-grid sites. We estimate that Canada's 250 off-grid communities would represent a multi-billion-dollar market for Wind-Do," said François Gagnon, president of Wind-Do Energy.

The head of series will be completed during summer of 2020. In the meantime, Wind-Do Energy aims to set up a technology showcase and sign several agreements with potential customers and distributors in Canada as well as in export markets.

Source:

Pierre Dumas, M.Sc.

Business Development Director

Wind-Do Energy Inc.

514-656 8016

Énergie éolienne, la prochaine étape

Malgré une évolution rapide des prix de l’énergie solaire photovoltaïque, les nouvelles installations d’énergie éolienne demeurent la source d’électricité propre la plus économique disponible. Avec des coûts de production (hors subventions) variant entre 33 et 77 $/MWh, l’éolien est même très souvent la plus économique de toutes les sources d’électricité.

Deux problèmes demeurent :

1- L’intermittence du vent et de la production d’électricité.

2- Beaucoup d’autres sources d’émissions de gaz à effet de serre sont peu accessibles aux énergies propres. ( Le transport aérien ou maritime, la production de ciment…) Par mis celles-ci, il y a le chauffage des maisons et immeubles qui est très majoritairement produit par combustion (gaz, mazout, bois…)

Avec une énergie éolienne très économique, ces deux problèmes peuvent être traités ensembles.

Historiquement, toute l’énergie produite par les éoliennes doit être vendue à prix élevé pour assurer la rentabilité d’une ferme. Ce modèle d’affaire est représenté par le premier graphique de l’image jointe où nous avons un parc éolien qui livre de l’électricité au réseau avec un rendement de 30 à 40% de sa pleine capacité. Si le coût de production de l’électricité est de 40 $/MWh, un prix de vente de 50$ est probable.

Dans le deuxième graphique, nous réduisons la puissance de la connexion au réseau de façon à ne livrer que 75% de l’électricité produite. Par exemple, un parc éolien qui a une puissance de 100 MW aurait une connexion de 40 à 50 MW avec le réseau, de cette façon le rendement offert serait de 50 à 70%. Il y a trois avantages importants pour le réseau :

     1- Une connexion de 50 MW est moins chère à installer, et le taux d’utilisation de celle-ci est doublé, donc une réduction importante du coût d’interconnexion par MWh.

     2- La densité de l’électricité offerte est plus élevée, le besoin de services auxiliaire est grandement réduit, ainsi que les coûts associés.

     3- Une densité d’électricité propre plus importante permettra aux opérateurs de réseau d’atteindre plus facilement leurs objectifs de réduction de GES.

Divers modèles d’affaire peuvent être associés à ce profil de production d’électricité.

a)    Si la partie supérieure de la production d’électricité (en vert) n’est pas utilisée, le coût de production de l’électricité vendu au réseau passe de 40 à 53 $/MWh, et le prix de vente doit être de 66.67 $/MWh. Il faut donc que l’opérateur électrique accorde une valeur de plus de 16.67 $/MWh aux trois avantages cités plus hauts. 

b)   Une partie de l’électricité produite en surplus pourrait être entreposé dans des batteries et revendu au réseau aux heures de pointes. L’électricité pourrait par exemple être offerte au réseau à 75 $/MWh aux heures de pointes et à 60$ le reste de la journée. Une alternative intéressante pour l’opérateur électrique qui aurait une disponibilité de 70 à 90% aux heures de pointes.  La valeur de l’électricité entreposée présenterait un modèle d’affaire rentable pour l’utilisation de batteries.

c)    Une autre solution serait de valoriser localement l’électricité qui n’est pas livré au réseau. La façon la plus simple d’utiliser localement ces pointes d’énergie, ce serait de les transformer en chaleur. 

Nous pouvons décider que la valeur de l’électricité transformée en chaleur est de 20 $/MWh, ce qui permettrait, avec un système d’entreposage de la chaleur efficace, d’offrir du chauffage à 30 $/MWh, un prix compétitif. Si ce chauffage remplace un système au gaz, un crédit carbone de 10 $/TCO2 produirait une réduction de coût de 6 $/MWh, et un crédit de 50 $/ TCO2 conduirait à un coût de chauffage nul.

En donnant une valeur de 20 $/MWh au surplus d’électricité, nous réduisons de moitié l’augmentation de coût de l’électricité livré au réseau. Le coût passe à 47 $/MWh et le prix de vente à 58$. Une solution gagnant/gagnant.

Pour atteindre, et éventuellement dépasser nos objectifs de réduction de GES, une surcapacité de production d’électricité éolienne doit être réalisée, ce qui devrait conduire à une diversification de l’utilisation de l’énergie propre.

Dans l’éolien, la réduction des coûts n’est pas terminée. Nos objectifs dans la lutte contre les changements climatiques demeurent réalisables et l’éolien y sera pour beaucoup.

Co-generation heat and electricity with wind energy

With the continuous reduction of the cost of wind electricity, new business models can be developed.

To increase the used of clean energies, and reduce greenhouse gas emissions, we need to enhance the availability of wind and sun, and diversify their applications.

The business model proposed by Wind-Do has not get interest until now because of the historic high cost of wind and solar electricity. Recent low sales prices of wind electricity make this innovative model viable even for large wind farms, but its still favour Wind-Do midscale community wind energy network.

The model is easier to understand with Wind-Do wind farms. On a regular basis, our customers will sell wind electricity at 5 to ¢6 per KWh to the grid. This basic set-up will provide 45 to 50% efficiency to the grid connection. We will be able to negotiate a sale price increase with the grid manager if we propose a more reliable 60 to 70% efficiency to the grid. It is a realistic objective to ask a ¢2/KWh increment for a more consistent clean energy.

To achieved that electricity delivery, we may have to increase the number of wind turbines by 50%, or even double it in some occasion. The increase value of electricity, added to the increase amount of electricity deliver every month, will enhance the profitability to the wind farm; with a large amount of free electricity that could be used on site!

The append figure show how an oversize wind farm can propose a 50 to 70%
efficiency supply to the grid. It is also showing that the excess production of this oversize facility is a random energy source with 15 to 35% availability. This means that the heat storage system must be able to accumulate in a short period up to two weeks of the required heat.

The GSG heat storage system develop by Wind-Do to support this function is a low cost system that will store and return heat at less than ¢1 per KWh. The heat can be used directly for temperature control (including lower cost cooling with heat), for sanitary water, but also to support industrial process like cooking, drying, melting… up to 4000C.

Solar thermal and Wind-Do, the perfect match.

Solar thermal electricity is a more reliable option for the grid than the photovoltaic one. 

On cloudy days, large PV plan can supply its full power, for example 100 MW, and in less than one minute drop to 30 or 20 MW with a cloud. Very often, the full power is back five or ten minutes after the event; a nightmare for the grid manager. 

The solar thermal plan harnesses the energy of the sun more efficiently, but the production of electricity pass trough a thermal cycle that is less efficient. The advantage of this thermal transition of the energy is the stability of the process. In a cloudy day, the total production of the electricity will of course be lower, but the process will stay constant and reliable for the grid. On sunny days, the system can store heat, an easy process, and deliver some electricity on the evening or at early peak hours the day after.

Wind-Do is a midscale wind turbine concept that permits a very low installation cost per MW of power. This allows the design of over capacity wind farms that can deliver 50 to 60% of their nominal power to the grid. (Beside 30 to 40% for recent giant wind turbines ones.) This over capacity makes available a significative amount of electricity that is produce, but that cannot be deliver to the grid. As the power sells to the grid pay all the operation expenses, if used, this over capacity is free energy.

Store electricity via batteries is efficient, but very expensive, in good part because of the relatively short lifetime of batteries beside other energy facilities. This system cost from 15 to ¢25 to store and return a KWh of electricity; even free electricity cannot use this as a viable storage business model.

Beside that, a steam turbine will have a low efficiency of  50% (a little less in reality) that alone is of low interest to store electricity. Now consider an existing steam system that is underused. Adding energy to increase the utilization of the system is then at no cost in terms of investment and operations. This means that a 5 ¢/KWh electricity that is transform in heat will produce a 10 ¢/KWh electricity cost in return, and by extension free input end by free output as there is no fix expenses to assume.

Imagine now the following scenario: Wind-Do wind farms are comfortable to sell their electricity at 6 ¢/KWh. The owner of a wind farm propose to sell his energy to the grid at ¢9 on the eight peak hours of the day, at ¢6 in the middle of the day and at ¢3 on the night. The wind farm sell its over capacity to the thermal solar farm at ¢3, adding most of its night production if useful. The solar system can reused this energy to produce electricity at ¢6 cost and sell it to the grid as wind energy at ¢9 on peak hour.

The grid manager is happy to have a very reliable source of electricity at peak hours, including in winter when there is less light but more wind. The wind farm sell its over capacity at 3 ¢/KWh, a significative net benefit. If we include all the night electricity, up to 50% of the wind production will be sale for storage.  The solar plan enhance the profitability of its energy process for a very small investment, and can propose to the grid manager an above 95% availability of its full power at peak hours.

The perfect match !