Vitesse du Vent – Y a-t-il Assez de Vent Où Vous Vivez
L’utilisation de l’énergie éolienne a fait des progrès considérables au cours des dernières décennies, et la plupart d’entre nous ont vu de nombreuses éoliennes regroupées à la fois sur terre et en mer. Ces grands ensembles d’éoliennes sont connus sous le nom de «parcs éoliens» et servent à capter de grandes quantités de puissance éolienne à la fois pour alimenter directement le réseau national.
La vitesse du vent peut être utilisée de différentes manières à travers de nombreuses industries et activités, mais le principal domaine d’application reste la production d’énergie. Mais y a-t-il suffisamment de vitesse du vent disponible pour que ces grandes éoliennes produisent de l’énergie? La vitesse du vent impacte directement la quantité d’électricité qui peut être générée.
Autrefois, l’énergie du vent n’était utilisée que pour alimenter des bateaux à voiles ou faire fonctionner des moulins à vent pour l’irrigation et le broyage, mais aujourd’hui, grâce aux avancées dans la technologie des turbines et des générateurs modernes, nous pouvons désormais utiliser l’énergie éolienne pour alimenter des villes entières et même notre maison.
Les systèmes d’énergie éolienne sont parmi les systèmes d’énergie renouvelable résidentiels les plus rentables, transformant l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique ou électrique pouvant être exploitée pour un usage pratique. En fonction de votre ressource éolienne, un petit système d’énergie éolienne pourrait réduire considérablement votre facture d’électricité. Mais est-ce que le vent souffle suffisamment fort et régulièrement à votre emplacement pour rendre l’investissement dans un petit système d’éolienne économiquement viable ?
Il existe de nombreux types de modèles d’éoliennes disponibles pour un usage domestique, en camping et à la ferme, connectés au réseau ou hors réseau. Cependant, elles ne sont pas toutes adaptées à chaque emplacement puisque la vitesse du vent varie selon l’endroit où vous vivez.
Les personnes vivant près des océans sont conscientes de la force de la vitesse du vent et de son impact sur leur vie, tandis que ceux qui habitent en ville ressentent une vitesse de vent beaucoup plus faible, souvent élevée uniquement lors des pluies et des tempêtes. La vitesse du vent est tout simplement la vitesse à laquelle le vent se déplace à travers l’atmosphère, et peut donc être mesurée.
Quand nous cherchons à acheter une nouvelle maison, nous entendons souvent “emplacement, emplacement, emplacement”, et il en va de même pour l’énergie éolienne. L’emplacement de l’éolienne est crucial, car il existe des zones dans le monde où le vent souffle presque sans interruption, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, tandis que d’autres reçoivent très peu de vent. Ainsi, pour générer des quantités suffisantes d’électricité et être une source d’énergie renouvelable rentable, un générateur éolien doit être situé au bon endroit.
L’énergie du vent peut varier considérablement sur une petite zone, car des sites distants de quelques centaines de mètres peuvent connaître d’importantes différences de flux de vent, mieux connues sous le nom de «vitesse du vent». Cette variation est principalement due au type de terrain local, aux collines, montagnes, etc., et aux obstacles potentiels tels que des arbres ou des bâtiments qui se trouvent sur le parcours du vent. Le vent possède de l’énergie grâce à son mouvement, et ce type d’énergie—l’énergie du mouvement—s’appelle l’énergie cinétique que les générateurs d’éoliennes utilisent pour produire de l’électricité.
La puissance de sorte de sortie sur une journée est directement liée à la quantité de vitesse du vent à un certain emplacement. La vitesse du vent sur n’importe quel site est naturellement très variable et, bien que nous ne puissions pas voir l’air se déplacer, nous pouvons tout de même le sentir. Ainsi, tout dispositif énergétique éolien capable de ralentir cette masse d’air en mouvement peut extraire une partie de son énergie et la convertir en travail utile, mais il existe une fine ligne entre une vitesse de vent suffisante et trop élevée.
C’est bien d’avoir une nouvelle éolienne brillante au fond du jardin ou fixée sur un toit, mais si le vent ne souffle pas, l’éolienne ne tournera pas et ne produira aucune électricité. De même, si l’énergie éolienne est trop forte, l’éolienne peut tourner si rapidement qu’elle risque de s’endommager ou de surchauffer.
Il est donc important, lors du placement d’une éolienne dans un système d’énergie éolienne, de savoir à l’avance s’il y a suffisamment de vitesse du vent là où vous vivez et à quelle vitesse le vent souffle réellement sur une certaine période pour votre emplacement particulier.
Avoir cette information avant de commencer est essentiel, car la quantité d’électricité qu’une éolienne peut générer est directement déterminée par la vitesse du vent. Utiliser un anémomètre de bonne qualité, comme ceux fabriqués par Reed Instruments, vous aidera à déterminer la vitesse du vent et les conditions de votre région.
Avant d’investir dans un système d’énergie éolienne, vous devez estimer ou mesurer la ressource éolienne dans votre région ou site. Des cartes des ressources éoliennes, ou cartes des vitesses du vent, sont disponibles dans des bibliothèques, des mairies locales et même des aéroports locaux, et peuvent être utilisées pour estimer la ressource éolienne dans votre région. Elles sont également utilisées par les architectes dans la conception des bâtiments et des structures. Les sites et zones venteux peuvent être développés, mais ils ne peuvent pas être créés, donc pour produire de l’électricité à partir du vent, nous devons identifier des sites où le vent souffle de manière aussi régulière et constante que possible.
Une éolienne typique nécessite des vitesses de vent d’environ 10 miles (15 kilomètres) par heure pour commencer à générer. Cette vitesse de vent minimale est généralement appelée la vitesse de coupure des éoliennes. Pour de meilleurs résultats, une éolienne devrait être positionnée dans une zone où il y a une vitesse du vent constante supérieure à cette vitesse de coupure minimale avant que l’électricité commence à être produite. Mais les vents sont des phénomènes tridimensionnels, et les caractéristiques du vent dépendent beaucoup de l’altitude au-dessus du sol ainsi que de sa traversée.
Dans une zone de faible vitesse du vent, vous pourriez avoir besoin de pales d’éolienne avec plus de surface en utilisant plusieurs pales. La plupart des éoliennes commerciales sont des conceptions à trois pales, mais utiliser un rotor avec plus de trois pales aidera à capter plus d’énergie du vent. Mais augmenter la surface des pales aura également pour effet d’augmenter sa traînée dans l’air à des vitesses plus élevées, mais vous aurez une vitesse de démarrage ou une vitesse de coupure beaucoup plus faible. Les conceptions à plusieurs pales bénéficient le plus dans des zones de faible vitesse du vent.
Un des types de conception d’éolienne les plus courants pour les faibles vitesses de vent est le générateur éolien Popsport à trois pales, qui génère 12 ou 24 volts à partir de son léger et puissant générateur DC de 400W, rendant ce kit de générateur éolien idéal pour un usage domestique.
Les vents proches du sol sont très turbulents en raison de la rupture du flux de vent par les obstacles qu’il rencontre au sol. Si vous avez la chance de vivre dans une zone ayant des vitesses de vent entre 10 et 20 mph (ou 15-32 kph), alors vous êtes en bonne position, car la puissance éolienne disponible est proportionnelle au cube de la vitesse du vent, (K*V3).
En d’autres termes, si la vitesse du vent double, vous pouvez obtenir huit fois la puissance éolienne jusqu’à la vitesse maximale de l’éolienne. La plupart des éoliennes commerciales disposent d’une forme de protection automatique contre les survitesses, qui arrête les pales du rotor de tourner hors de contrôle lors de vents très forts.
Mesurer la Vitesse du Vent
La vitesse du vent est généralement mesurée à l’aide d’anémomètres, qui peuvent être mécaniques ou électroniques, utilisés pour mesurer la vitesse et la direction du vent. Ils sont couramment utilisés dans les stations météorologiques, sur les navires, et dans d’autres applications, pour donner une idée de la quantité d’énergie éolienne disponible à un emplacement donné. Ils se composent généralement d’un instrument en forme de flèche en rotation monté sur un axe en hauteur, conçu pour pointer dans la direction du vent, comme illustré dans l’image.
Il est donc crucial de savoir s’il y a suffisamment de vent là où vous vivez et quelle est votre vitesse moyenne dans votre région, car idéalement, une éolienne devrait fonctionner à sa puissance maximale la plupart du temps.
Comprendre et mesurer la vitesse du vent est essentiel pour un large éventail d’activités et pas seulement pour la production d’énergie. Avant d’installer une éolienne, vous devez étudier le site proposé et sa hauteur pour déterminer le potentiel général de puissance éolienne qui y existe, ainsi que la production d’énergie prévue par la nouvelle éolienne. Après tout, si vous achetez une nouvelle éolienne, vous voudrez qu’elle tourne le plus possible pour générer de l’électricité et fournir un retour rapide sur votre investissement.
Nous avons vu que les éoliennes convertissent l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique qui fait fonctionner un générateur pour produire de l’électricité propre. Les éoliennes d’aujourd’hui sont des sources modulares polyvalentes d’électricité. Leurs pales sont conçues de manière aérodynamique pour capturer un maximum d’énergie du vent. Le vent fait tourner les pales, qui font tourner un axe relié à un générateur qui produit de l’électricité.
La taille et la puissance de l’éolienne dont vous avez besoin dépendront évidemment de votre application et que vous ayez besoin d’une éolienne pour charger des batteries ou être connectée au réseau. La plupart des conceptions de générateur d’éolienne à petite échelle varient de quelques 40 watts à plusieurs centaines de kilowatts (kW). Les petites éoliennes de 40 à 500 watts sont généralement utilisées pour charger des batteries de 12 volts dans une variété d’applications, telles que des cabanes éloignées, des véhicules récréatifs et des voiliers.
Tant que le soleil continuera de briller, nous ne manquerons jamais de vent, ce qui en fait une excellente source d’énergie renouvelable. L’énergie éolienne s’est révélée être l’une des formes d’énergie renouvelable les plus abondantes disponibles gratuitement dans le monde et constitue une alternative viable pour compléter d’autres types de production sans pollution.
Le potentiel de l’énergie éolienne domestique a considérablement augmenté au cours des dernières décennies grâce aux avancées technologiques qui nous aident à réduire notre dépendance aux combustibles fossiles et à diminuer les émissions de gaz à effet de serre. Mais avant de pouvoir acheter ou installer notre éolienne, nous devons mesurer et comprendre la vitesse du vent et sa force pour notre emplacement donné. En évaluant avec précision la vitesse du vent, vous pouvez mieux comprendre s’il y a suffisamment de mouvement du vent où vous vivez.
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