comment marche l'énergie éolienne?
Propre renouvelable et toujours disponible, l'énergie éolienne semble séduire de plus en plus de citoyens en raison de son intérêt environnemental. Mieux encore : son coût, en baisse constante, devient comparable à celui des autres types d'énergie électrique.
nécessité de l'énergie : l'énergie est à la base de toutes les activités humaines. Nous en avons besoin pour nous nourrir, pour nous déplacer, pour nous chauffer, pour nous distraire... L'énergie est essentielle au fonctionnement des industries et des commerces. Les pays développés ont un niveau de vie élevé qui exige une forte consommation d'énergie.
Pourquoi l'énergie éolienne : A cause des divers problèmes liés à la pollution, au réchauffement de l'atmosphère, aux déchets, à la diminution des réserves de pétrole et de gaz naturel, au vieillissement des centrales nucléaires, nous devons avoir recours à des sources d'énergie non polluantes et renouvelables.
Parmi celles-ci, l'énergie du vent (ou éolienne) présente des avantages indéniables. On ne peut cependant espérer satisfaire tous les besoins énergétiques de l'humanité par cette voie.
une vitesse de rotation constante : A l'origine l'énergie éolienne provient du soleil. Les rayons du soleil réchauffent inégalement les masses d'air de l'atmosphère, provoquant ainsi des mouvements de circulations entre zones de températures et par conséquent des pressions différentes. On estime qu'environ 2% de l'énergie solaire est transformée en énergie cinétique des vents. De cette énergie, 35% sont dissipés dans une couche de 1km au dessus du sol. Il est évident qu'on ne peut utiliser toute cette énergie: 10% est le maximum utilisable. Ce qui correspond quand même à 7 fois la consommation énergétique mondiale actuelle. Néanmoins capter l'énergie éolienne dépend de divers facteurs : géographiques et techniques qui limitent fortement les possibilités réelles.
fonctionnement d'une éolienne : une éolienne est constituée d'une hélice, qui capte l'énergie du vent elle est généralement reliée à un alternateur, qui transforme l'énergie mécanique en énergie électrique.
Ici, nous allons analyser les éoliennes les plus fréquentes c'est-à-dire celles avec des pales à axe horizontal. L'énergie que l'on va capter dépend du rayon des pales et de la vitesse du vent. On peut aisément calculer la puissance maximale que peut fournir une éolienne (formule). On s'aperçoit que des faibles variations de la vitesse du vent entraînent de fortes variations de la puissance captée. Cette puissance croît aussi avec les dimensions de l'éolienne.
Le vent étant très irrégulier, on ne tient pas compte de la stabilité du vent. C'est pour cela que les éoliennes sont dotées d'un système de régulation permettant , lorsque la vitesse du vent est trop grande, de garder une même vitesse de rotation c'est à dire constante. Ce seuil de vitesse dépend de l'éolienne. Il est de l'ordre de 8 à 10m/s. pour les éoliennes moyennes et de, 10à 12 m/s pour els grandes éoliennes. C'est à ce seuil de vitesse que correspond la puissance nominale de l'éolienne.
matériaux : une autre caractéristique essentielle d'une éolienne est sa rapidité au démarrage. Une éolienne doit pouvoir démarrer par des faibles vitesses du vent. La "vitesse d'amorçage" est al vitesse minimale de vent requise pour mettre l'hélice en rotation. Et il faut atteindre le plus vite possible cette vitesse. De plus il faut que l'éolienne résiste aux rafales. C'est pour cela que lorsque la vitesse dépasse une valeur limite(vitesse de pointe), des systèmes de sécurités permettent à l'éolienne de s'arrêter.
Composition : une éolienne est constituée de 4 éléments: le rotor, la génératrice, la tour et la base. Le rotor est constitué de 2,3 pales, montées sur un axe, généralement horizontal. Les propriétés aérodynamiques des pales sont optimisées pour capter le mieux possible l'énergie du vent, mais aussi pour entraîner le moins de nuisances possibles.