Quelle est la production d’énergie d’une éolienne ?

Nous savons tous que le monde a besoin de plus d’ – peu importe où vous vous situez sur le changement climatique, il faut faire face à la réalité que les combustibles fossiles sont une ressource finie et qu’ils finiront par s’épuiser. Si nous voulons vivre dans le monde électriquement confortable que nous connaissons, nous devons trouver des sources alternatives.

Parmi les sources d’énergie renouvelable que nous pouvons utiliser, on trouve l’énergie solaire, éolienne, la biomasse et la géothermie, bien qu’aucune technologie unique ne soit la solution, les combiner aide à tracer la voie à suivre.

Beaucoup de personnes ont constaté que passer des plans énergétiques traditionnels alimentés par des combustibles fossiles à permet d’accéder instantanément à une énergie propre, sans lourd investissement dans des panneaux solaires.

Une autre source d’énergie propre qui a déjà pris de l’ampleur dans le monde est celle des éoliennes. Ce sont de grandes structures placées stratégiquement dans des endroits constamment venteux, afin de maximiser leur capacité à produire de l’énergie.

Mais comment fonctionnent réellement les éoliennes ?

est produite lorsque nous exploitons la puissance du flux d’air dans notre atmosphère pour créer de l’électricité. Les éoliennes captent cela en saisissant l’énergie cinétique du vent (c’est-à-dire l’énergie en mouvement).

Actuellement, il existe trois différents types d’énergie éolienne : l’énergie éolienne à grande échelle, l’énergie éolienne distribuée (petite éolienne) et l’énergie éolienne en mer.

• L’énergie éolienne à grande échelle comprend des turbines de toutes tailles qui livrent leur puissance au réseau électrique et utilisées par les entreprises de services publics.
• L’énergie éolienne en mer correspond exactement à ce que cela implique – ce sont d’énormes éoliennes construites en mer et qui génèrent la plus grande quantité d’énergie.

Bien sûr, toute l’électricité circulant dans le réseau ne provient pas de sources propres comme le vent et le solaire, la majorité provient encore de la combustion de combustibles. Même les combustibles renouvelables émettent des gaz nocifs, il est donc important de prendre conscience de l’origine de notre énergie.

Vous ne le savez peut-être pas, mais dans de nombreux États, vous pouvez choisir l’origine de votre énergie. Nous permettons à nos clients de choisir une énergie provenant de sources propres, plutôt que d’autres nuisibles. Nos clients choisissent une énergie propre et un plan d’abonnement qui leur convient pour avoir une facture mensuelle stable, tout en sachant qu’ils contribuent à rendre le monde plus vert. Si vous souhaitez en savoir plus sur .

Les éoliennes sont relativement faciles à comprendre, et elles sont souvent mieux comprises si vous les considérez comme un ancien moulin à vent qui exploitait l’énergie éolienne pour moudre des grains.

Lorsque le vent souffle sur la pale d’une éolienne, la force est captée par celle-ci (ce qu’on appelle la capture de son énergie cinétique), et la turbine commence donc à tourner. L’énergie est maintenant considérée comme de l’énergie mécanique. Tout comme avec le moulin à vent, cela fait tourner un arbre interne. Contrairement à un moulin à vent traditionnel, les arbres des éoliennes sont reliés à un réducteur qui aide à multiplier considérablement la vitesse – typiquement 100 fois plus.

Cette rotation est reliée à un générateur, qui produit l’électricité. C’est tout ce que vous devez savoir, mais si vous êtes intéressé par les termes techniques, ces mêmes éléments s’appellent un mât, une nacelle et un rotor. Le mât supporte le rotor et la nacelle, et la nacelle contient les pièces mécaniques. Les mâts ou tours sont creux et principalement en acier. Les pales sont fabriquées en fibres de verre renforcées avec du polyester, de la résine époxy renforcée de fibres de verre ou de carbone, ce qui les rend incroyablement solides mais aussi assez légères pour que des forces de vent relativement douces puissent les faire tourner.

Les pales d’une éolienne sont très similaires aux ailes d’un avion ; le vent fait tourner la turbine à trois pales parce que la force de portance est plus grande que la force de traînée. Il y en a trois car cela représente le meilleur compromis entre la vitesse de rotation et la fiabilité mécanique.

Le rotor est relié à un générateur à travers une série d’engrenages, ce qui permet d’augmenter la vitesse de rotation d’environ 100 fois. Cela permet au générateur de produire de l’électricité sans être trop gros et coûteux. Les ordinateurs contrôlent l’inclinaison des pales et leur orientation pour produire un maximum d’énergie.

La plupart des éoliennes terrestres aujourd’hui sont classées à 2,5-3 MW (mégawatts), avec des pales d’environ 50 m de long, soit environ la moitié de la longueur d’un terrain de football. Il y a 30 ans, les pales mesuraient seulement 15 m de long !

Les générateurs d’électricité produisent de l’électricité sous forme de courant alternatif (CA). Certaines éoliennes contiennent un convertisseur qui change le CA en courant continu (CC) puis redeviens CA pour que l’électricité produite corresponde à la fréquence et à la phase du réseau auquel elle est connectée. La différence entre ces courants est que dans les courants CA, les électrons changent de direction, tandis que dans les CC, ils ne s’écoulent que dans une seule direction.

De loin, le type d’éolienne le plus courant est l’éolienne à axe horizontal (HAWT). C’est celle qui est devenue une vue commune soit pour des individus et de petits groupes, soit en grand nombre dans . Elles ressemblent à une hélice d’avion sur une tour.

Les éoliennes à axe vertical, en revanche, ont été décrites comme ressemblant à des batteurs à œufs. Ces éoliennes ont généralement deux pales attachées en haut et en bas d’un rotor droit. Elles peuvent être assez grandes mais sont devenues désuètes car elles ne sont pas aussi efficaces que les éoliennes à axe horizontal.

Il existe plusieurs autres types abandonnés comme inférieurs, ou qui sont encore au stade de prototype, y compris l’éolienne Aérostat développée par Altaeros Energies. Cette éolienne est un peu comme un croisement entre un ballon et une éolienne, et serait, en théorie, une option beaucoup plus esthétique, car elles ne perturberaient pas le paysage. Seul le temps dira si l’une de ces options est viable en tant qu’alternative aux HAWTs actuellement en usage dans le monde entier. Comment les éoliennes produisent-elles de l’énergie ?

Une éolienne est conçue pour convertir l’énergie cinétique du vent en électricité. Le rotor à pales est connecté à un générateur par une série de pignons afin d’augmenter la vitesse de rotation d’environ 100 fois. Cela permet au générateur de produire de l’électricité tout en ne devenant pas trop grand ou cher. L’électricité produite par l’éolienne est généralement transmise au réseau électrique.

En 2020, le leader de l’efficacité des éoliennes est le modèle à trois pales à axe horizontal de grande taille, c’est pourquoi plus de 300 000 ont été déployées. Les pales aérodynamiques génèrent plus d’électricité que tout autre modèle, à la fois en raison du fait que la portance produite fait tourner les pales plus rapidement, et que chaque pale se déplace dans un air “propre”.

De plus, comme des ordinateurs contrôlent l’orientation des pales, elles fonctionnent toujours à leur plein potentiel. Les conceptions à axe vertical et d’autres modèles à axe horizontal ne peuvent pas rivaliser.

Un autre avantage des HAWT à trois pales est qu’elles s’échelonnent très bien, en fait bien mieux que les alternatives. Les grandes turbines génèrent des quantités d’électricité tout aussi grandes, ce qui est essentiel pour la production d’électricité à grande échelle. Consultez notre article consacré au pour plus d’informations comme celle-ci.

Une éolienne moderne commence à produire de l’électricité lorsque la vitesse du vent atteint 6 à 9 miles par heure (mph) et doit s’arrêter si elle dépasse 55 mph (88,5 kilomètres par heure) lorsque son mécanisme risque d’être endommagé. Ainsi, bien qu’elles puissent générer de l’électricité une bonne partie du temps, il y a aussi des moments où elles doivent être arrêtées.

Il y a également une réduction causée par les inévitabilités impliquées dans le mécanisme, la plupart des éoliennes fonctionnent à environ 30 % – 40 % d’efficacité, bien que cela puisse monter à 50 % dans des conditions de vent idéales.

On estime qu’une éolienne terrestre moyenne classée à 2,5 à 3 mégawatts peut produire plus de 6 millions de kWh chaque année. Une éolienne en mer de 3,6 MW peut doubler ce chiffre.

Les éoliennes deviennent de plus en plus grandes et produisent de plus en plus d’électricité tout le temps. En 2018, le géant énergétique suédois Vattenfall a installé le premier de ses 11 turbines de 8,8 MW, fabriquées par Vestas, au large de l’Écosse. Ces turbines colossales ont une hauteur totale de 191 m (627 pieds), et chaque pale mesure 80 m (262 pieds) de long. Selon Adam Ezzamel, responsable du projet au European Offshore Wind Deployment Center, “une seule rotation des pales peut alimenter un foyer britannique moyen pendant une journée.”

Il existe des alternatives aux éoliennes géantes utilisées pour produire de l’électricité à grande échelle. De petites éoliennes classées à 100 kilowatts ou moins peuvent être utilisées pour alimenter directement une maison ou une petite entreprise. Elles peuvent générer de l’énergie de la même manière que des panneaux solaires, car l’énergie peut être stockée dans des batteries, et elles devraient être capables d’alimenter un foyer ou un lieu de travail lors d’une journée venteuse. Le problème survient lorsque le vent tombe durant plusieurs jours ou augmente trop pour que l’éolienne fonctionne sans risque de dommages.

L’autre problème, plus important, est qu’installer une éolienne ou des panneaux solaires représente un coût élevé. Une solution plus simple est de changer votre plan énergétique au fossile à la maison ou au bureau pour un . Cela vous permettra d’économiser instantanément, sans frais de mise en place.

Bien que l’installation de panneaux solaires ou d’une éolienne puisse porter ses fruits à très long terme, ce n’est pas un investissement financier que de nombreuses personnes peuvent se permettre.

Si vous décidez d’installer l’un d’eux, les turbines peuvent être montées sur le toit ou autonomes, selon la situation. Dans de très rares cas, l’électricité excédentaire produite peut être injectée dans le réseau et rapporter de l’argent à son propriétaire (comme les panneaux solaires).

C’est un secteur en pleine croissance (vous pouvez même les acheter sur Amazon) et peut, avec le temps, devenir tout aussi important que les parcs éoliens à mesure que nous nous tournons vers des sources d’énergie durables et moins coûteuses.

Ce qui est formidable avec le vent, c’est qu’il est gratuit, et qu’il y en a beaucoup ! On espère qu’à terme, jusqu’à 50 % des besoins énergétiques pourraient être fournis par la puissance du vent. Déjà, presque la moitié de l’électricité du Danemark provient du vent. À la fin de 2018, la capacité mondiale de l’électricité produite par le vent avait atteint près de 600 gigawatts, les États-Unis contribuant à hauteur de 96 665 MW. L’Administration américaine de l’énergie estime qu’un supplément de 14 300 MW d’énergie éolienne sera mis en service en 2020.

L’énergie éolienne n’est pas la solution complète aux besoins énergétiques du monde, mais elle joue déjà un rôle vital pour nous aider à nous adapter à un avenir plus propre et plus durable.

Le vent est libre et il y en a beaucoup ! Le secteur de l’énergie éolienne continue de croître, et le bon côté, c’est que cela profite à l’environnement et à ceux qui choisissent d’y investir.