Un éolienne C'est un appareil conçu pour convertir l'énergie cinétique du vent en énergie électrique en utilisant un rotor et un générateur. Ces éoliennes se divisent en deux grands types : éoliennes à axe vertical et les éoliennes à axe horizontal. Les deux ont des caractéristiques uniques et sont appliqués dans différentes situations en fonction de l'environnement et des besoins d'installation.
Types d'éoliennes
Il existe deux grandes catégories d'éoliennes :
- Éolienne à axe vertical (VAWT): Il parvient à capter le vent de n'importe quelle direction et a un faible niveau de production d'énergie, ce qui le rend idéal pour les endroits à faible intensité de vent ou les zones urbaines où la réglementation interdit l'installation de grandes structures.
- Éolienne à axe horizontal (HAWT): C'est le plus utilisé dans les grands parcs éoliens. Son efficacité est plus grande et il est préférable de l'utiliser dans les zones où le vent est plus fort et plus constant.
Éolienne à axe vertical
Les éoliennes à axe vertical, connues sous le nom de VAWT, sont ceux dans lesquels l'axe du rotor est vertical par rapport au sol. L’un de leurs principaux avantages est qu’ils n’ont pas besoin de mécanismes d’orientation pour capter le vent, puisqu’ils peuvent fonctionner indépendamment de la direction du vent. De plus, le générateur électrique peut être situé au sol, ce qui facilite la maintenance.
Ces éoliennes ont un efficacité énergétique inférieure par rapport à ceux à axe horizontal, mais ils restent efficaces dans les zones où la vitesse du vent est faible ou variable. De plus, ils nécessitent un démarrage motorisé car ils ne peuvent pas démarrer seuls dans la plupart des cas.
Types d'éoliennes à axe vertical
Au sein du VAWT, il existe plusieurs sous-types :
1. Éolienne Savonius
El Savonius C'est l'un des modèles les plus simples et les plus robustes. Il se caractérise par deux demi-cercles déplacés horizontalement, à travers lesquels passe le vent, générant un mouvement de rotation. Bien que son efficacité soit faible, c’est une bonne option lorsque des systèmes nécessitant peu d’entretien sont nécessaires.
2. Éolienne Giromill
Ce type d'éolienne possède un jeu de lames verticales joint à deux barres qui composent l'axe vertical. Sa capacité énergétique varie entre 10 et 20 kW, ce qui en fait une option plus efficace que le Savonius pour les petites installations résidentielles ou commerciales.
3. Éolienne Darrieus
El darrieus Il s'agit d'un type plus avancé composé de deux ou trois lames biconvexes. Sa conception permet à l’éolienne de mieux utiliser le vent dans de larges plages de vitesse. Cependant, son inconvénient est la nécessité d'un rotor Savonius ou d'un autre système pour le démarrer.
Fonctionnement d'une éolienne à axe vertical
Le fonctionnement du VAWT C'est relativement simple. Les pales tournent sous l’effet de la force du vent se déplaçant dans différentes directions. Ces éoliennes sont toujours aligné avec le vent, leur permettant de continuer à fonctionner même lorsque la vitesse du vent est faible.
Parce qu’elles sont plus compactes, les éoliennes à axe vertical génèrent moins d’énergie que leurs homologues à axe horizontal. Cependant, ils sont suffisamment efficaces pour des applications telles que chauffer une maison, garder les lumières allumées ou encore recharger une voiture électrique.
Éoliennes à axe horizontal
Éoliennes à axe horizontal sont les plus courants, surtout dans les grands parcs éoliens. Ces éoliennes ont de meilleures performances énergétiques en raison de leur capacité à produire de l’énergie plus efficacement à partir de vitesses de vent élevées.
Les composants de ces éoliennes sont placés dans une gondole située au sommet de la tour. Le rotor, composé de trois pales, capte le vent et génère un mouvement de rotation qui est multiplié par une boîte de vitesses pour produire de l'électricité. Ce mouvement, généré par le vent, est transmis à un générateur qui crée l'énergie qui est transportée vers le réseau.
Quelle éolienne est la plus efficace ?
Les éoliennes à axe horizontal Ils sont généralement plus efficaces. C'est parce qu'ils peuvent atteindre vitesses de rotation plus élevées et mieux profiter du vent à des altitudes plus élevées, où la vitesse du vent est plus constante et plus forte. De plus, ils nécessitent moins de vitesses pour augmenter la vitesse de rotation, ce qui permet de mieux exploiter l’énergie cinétique du vent.
Innovations dans les éoliennes
Ces dernières années, nous avons assisté à de grandes innovations dans la technologie éolienne. L'un des plus prometteurs a été le Broyeurs sans lame Vortex, développé par une entreprise espagnole. Ce type d'éolienne sans pièces mobiles vise à réduire les coûts de maintenance et à éliminer l'impact visuel que génèrent les grandes éoliennes traditionnelles sur le paysage.
Un autre projet ambitieux est le Arbre à vent. Cette conception utilise 72 turbines en forme de pales, disposées sur un arbre mécanique qui génère de l'énergie avec des vents très légers. Ce type de structure serait idéal pour être situé dans les villes, fournissant une source d’énergie renouvelable et esthétique.
Utilisation historique et moderne des éoliennes
L'utilisation de l'énergie éolienne n'a rien de nouveau. Les premiers moulins à vent étaient utilisés pour pomper de l’eau ou moudre des céréales dans les zones rurales. Mais c'est dans les années 70 que Danemark s'est véritablement engagé dans l'énergie éolienne à grande échelle, ce qui a permis à ce pays de devenir le principal fabricant de technologie éolienne.
Aujourd’hui, les éoliennes qui ont commencé comme de petites installations dans les zones rurales ont cédé la place à des parcs éoliens géants qui génèrent des centaines de mégawatts d’énergie propre destinée à la consommation mondiale. Les grandes entreprises comme Siemens y Vestas Ils dirigent la production de ces technologies.
L’avenir des éoliennes implique des évolutions majeures en termes d’efficacité et de coût. Il est prévu qu'avec l'installation de turbines flottantes offshore, l’éolien offshore jouera un rôle encore plus important dans la transition vers les énergies renouvelables.
Grâce au développement de ce type d’innovation, l’énergie éolienne a cessé d’être une solution expérimentale et est devenue l’une des principales sources d’énergie renouvelable au niveau mondial.
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