Fonctionnement d’une éolienne
Une éolienne désigne une structure qui transforme l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique puis en électricité. Ce système est appelé « aérogénérateur ». Toute éolienne est composée :
- De pales : de 1 à 3 pales en fonction de l’éolienne ;
- D’un mât d’une hauteur variable ;
- D’une hélice fixée sur le mât et composée de pales.
Le fonctionnement d’une éolienne est donc assez simple, le vent fait tourner les pales qui activent ensuite le générateur pour produire de l’énergie.
Première classification
Il convient de distinguer les éoliennes offshores qui sont installées en pleine mer, des éoliennes onshore installées sur le continent.
L’éolienne offshore
L’éolienne offshore désigne une éolienne installée sur la mer. L’idée est la même que pour les éoliennes onshore avec un système de trois pales tournant comme une hélice grâce à la force du vent. La différence entre ces deux types d’éoliennes réside dans les fondations à réaliser pour chacune.
L’éolienne offshore est deux à trois fois plus puissante qu’une éolienne onshore et peuvent produire jusqu’à 15 mW.Les éoliennes offshores sont réputées pour leur robustesses afin de résister à toutes les conditions marines (corrosions, tempêtes, etc.).
Les éoliennes offshores sont réputées pour leur robustesses afin de résister à toutes les conditions marines (corrosions, tempêtes, etc.).
Les avantages de ce type d’éolienne sont les suivants :
- Pas de nuisances sonores car elles sont très éloignées des maisons
- Forte puissance des vents qui sont plus forts et plus nombreux que les vents du continent.
L’inconvénient de ces éoliennes est qu’elles sont difficiles à installer et plus couteuses.
L’éolienne onshore
L’éolienne onshore désigne une éolienne qui est installée sur le continent. Ces éoliennes peuvent encore être classées en fonction de la position de l’axe de leur rotor.
Deuxième classification
Une autre classification existe entre la forme des éoliennes et de leurs pales qui peuvent être non être offshore ou onshore en fonction de leurs caractéristiques.
L’éolienne horizontale, la plus répandue
Ce sont des éoliennes modernes et classiques avec un axe horizontal, composé de trois pales. Ce type d’éolienne est le plus répandu. Il existe cependant des éoliennes à deux pales ou une seule pale mais elles sont moins efficaces.
Ce type d’éolienne peut aisément être installées en pleine mer.
Fonctionnement : l’éolienne classique utilise la force cinétique du vent, comme un avion, pour mettre en marche un générateur électrique ou une pompe. On parle alors d’aérogénérateur.
La plupart du temps, il s’agit d’éolienne « amont », par opposition à des éoliennes « aval », puisque le vent souffle sur les pales de manière directe.
Avantages : L’éolienne horizontale tripale offre l’avantage d’une stabilité de la structure.
La hauteur d’ensemble de la structure peut varier entre 25 mètres et 1,8 mètre avec une puissance allant de 100 kW à 5 mW.
Inconvénients : L’éolienne horizontale entraine de nombreuses nuisances sonores.
L’éolienne verticale
Cette éolienne fonctionne en tournant autour d’une tige installée de façon verticale. Cela permet de capter et de produire de l’énergie même en cas de vents faibles.
Plus complexes que les éoliennes horizontales, les éoliennes verticales sont généralement utilisées dans des lieux peu spacieux, par exemple, en zone urbaine sur le toit d’un immeuble.
Il convient toutefois de savoir que ce type d’éolienne est beaucoup plus couteux qu’une éolienne classique horizontale, et peuvent produire jusqu’à 20kW.
Il existe deux formes d’éoliennes verticales :
- Le Savonius :
L’éolienne Savonius fonctionne avec deux moitiés de cylindres qui tournent l’un sur l’autre. Malgré son faible rendement, cette éolienne fonctionne avec toutes les directions du vent et même avec des vents très faibles.
- Le Darrieus :
Cette éolienne est fixée sur une sur un rotor en forme de H. Facile à installer, elle prend peu de place et n’ont pas besoin de systèmes d’orientations pour fonctionner. Cependant, leur rendement énergétique est faible car elle nécessite des vents très forts, et doit être démarrée manuellement.
L’éolienne à turbine
Cette éolienne est constituée d’un aérogénérateur sous forme de turbine permettant de créer une accélération du vent, avant même que ce vent n’atteigne le rotor muni de pales ou d’ailettes.
Elle peut aisément être installée sur un mât, un toit ou encore une terrasse. Aucun permis de construire n’est nécessaire en dessous d’une hauteur de 12 mètres.
En outre, elle est composée d’un système électronique qui permet d’adapter la production électrique en fonction de la vitesse du vent de manière instantanée.
Avantages : L’éolienne à turbine présente de nombreux avantages :
- La vitesse du vent importe peu, que les vents soient faibles ou forts ;
- Leur petite taille et leur discrétion sonore ;
- Une installation rapide et simple, etc.
Les petites éoliennes
Les petites éoliennes utilisent la configuration « aval » en raison de leurs pales plus fragiles, contrairement à des éoliennes horizontales classiques.
Elles mesurent en général moins de 12 mètres de hauteur.
