Une éolienne est une éolienne qui convertit l'énergie cinétique du vent en un mouvement de rotation pour produire de l' électricité. Ces éoliennes sont un élément essentiel pour la production d'énergie éolienne.
L'énergie éolienne est une source d'énergie renouvelable qui produit de l' énergie électrique grâce à la force du vent. Les éoliennes sont conçues de manière aérodynamique pour convertir la force du vent en énergie mécanique et plus tard en électricité dans un alternateur.
Les parcs éoliens sont constitués de plusieurs éoliennes. Le but des parcs éoliens est la production d'énergie électrique afin de la fournir au réseau électrique.
La fréquence d'alimentation de la connexion réseau doit être constante à 50 Hz en Europe et 60 Hz en Amérique. L'électricité produite est envoyée à une série de convertisseurs avant d'alimenter le réseau.
La durée de vie utile des éoliennes actuellement installées est de près de 25 ans.
Types d'éoliennes
Il existe deux types d'éoliennes selon la position de l'arbre du rotor :
Eoliennes à axe horizontal : dans lesquelles le rotor est orienté, activement ou passivement, parallèlement à la direction d'origine du vent.
Eoliennes à axe vertical : dont l'orientation est indépendante de la direction d'origine du vent.
Eolienne à axe horizontal
Une éolienne à axe de rotation horizontal au sol est constituée d'une tour en acier d'une hauteur comprise entre 60 et 100 mètres. Au sommet de la tour se trouve une gondole où se trouvent les éléments les plus importants de la machine :
Les pales qui captent l'énergie du vent. Les pales mesurent entre 20 et 60 mètres de long.
Le rotor convertit l'énergie du vent en énergie mécanique.
Une boîte de vitesses pour modifier la vitesse angulaire et le rapport de puissance afin d'avoir des valeurs optimales pour le fonctionnement du générateur électrique. Cependant, certaines éoliennes utilisent d'autres techniques pour ce faire.
Le générateur électrique entraîné par le rotor qui est celui qui transforme l'énergie mécanique en électricité.
Ce type d'éolienne peut générer une puissance très variable, qui peut aller de quelques kW à 5-6 MW, selon le vent local et la météo.
Les éoliennes traditionnelles ont, presque sans exception, l'axe de rotation horizontal.
Les pales de ce type d'éolienne sont en bois ou en polyester ou en époxy renforcé de fibre de verre.
Eolienne à axe vertical
Ce type d'éolienne se caractérise par le fait d'avoir moins de pièces mobiles dans sa structure. Cette simplicité lui confère une grande résistance aux fortes rafales de vent et la possibilité de profiter de n'importe quelle direction de vent sans avoir à s'orienter en permanence.
Les éoliennes à axe vertical sont des machines très polyvalentes. Ces machines peuvent être utilisées aussi bien pour un usage domestique que pour une production centralisée d'électricité de l'ordre du mégawatt. Une seule turbine répond aux besoins électriques d'environ 1 000 foyers en moyenne.
La différence substantielle par rapport aux turbines à axe horizontal est la forte variation de couple des aubes lors de la rotation. Cette variation entraîne une grande fatigue et des risques de casse.
Quelle est la vitesse maximale et minimale à laquelle une éolienne peut fonctionner ?
La gamme des vitesses du vent se situe dans une médiane de 4 à 22 m/s.
Toutes les éoliennes nécessitent une vitesse de vent minimale (coupée) de 3 à 5 m/s pour tourner. Lorsque la vitesse atteint 12 à 14 m/s il peut délivrer de l'énergie électrique.
Par contre, avec des vents très forts de 20 à 25 m/s, le système de freinage bloque l'éolienne pour des raisons de sécurité. Le blocage peut se faire avec des freins qui bloquent le rotor ou en tournant les pales pour modifier l'aérodynamisme afin que le vent ne puisse pas les pousser.
