L’énergie éolienne, c’est quoi ?
L’énergie éolienne est désormais la deuxième source d’électricité à la croissance la plus rapide au monde, avec une capacité installée mondiale de 432 883 mégawatts (MW) à la fin de 2015. En août 2016, plus de 75 000 MW de capacité éolienne fonctionnaient aux États-Unis.
Pourquoi la production d’énergie éolienne est-elle un choix si populaire?
Car exploiter l’énergie éolienne et la transformer en électricité renouvelable présente de nombreux avantages.
Et bien que l’énergie éolienne ait une longue histoire remontant à 5000 ans avant JC, la technologie n’a jamais été meilleure ou moins chère qu’elle ne l’est maintenant.
Considérez que ces derniers mois, de nombreux États américains ont battu des records de production d’énergie éolienne, notamment le Colorado, le Texas et Washington.
L’énergie éolienne, comment ça marche ?
De l’énergie grâce au mouvement de l’air ? Comment le chauffage irrégulier de l’eau et du sol génère le vent ?
Le vent est simplement de l’air en mouvement. Elle est causée par le réchauffement inégal de la surface de la terre dû au soleil. Comme la surface de la Terre est composée de différents types de terre et d’eau, elle absorbe la chaleur du soleil à des rythmes différents. Un exemple de ce type de chauffage irrégulier se trouve dans le cycle quotidien du vent.
Le cycle quotidien du vent
Pendant la journée, l’air au-dessus de la terre se réchauffe plus vite que l’air au-dessus de l’eau. L’air chaud au-dessus de la terre se dilate et monte, et l’air plus lourd et plus frais se précipite pour prendre sa place, créant du vent. La nuit, les vents sont inversés car l’air se refroidit plus vite sur terre que sur l’eau.
De même, les vents atmosphériques entourant la terre sont créés parce que la terre près de l’équateur terrestre est plus chauffée par le soleil que par la terre près des pôles nord et sud.
L’énergie éolienne et les technologies
Les technologies de l’énergie éolienne utilisent l’énergie éolienne à des fins pratiques, telles que la production d’électricité, le chargement de batteries, le pompage de l’eau et le broyage du grain. L’ énergie mécanique ou électrique est créée grâce à l’énergie cinétique du vent. La puissance éolienne disponible est proportionnelle au cube de sa vitesse, ce qui signifie que la puissance disponible pour une éolienne augmente d’un facteur huit si la vitesse du vent double.
Les aubes de turbine sont similaires à celles d’une hélice d’avion. Le moyeu de la turbine tourne lorsque les pales du rotor génèrent de la portance grâce au vent qui passe. Cette action de rotation fait tourner un générateur, créant de l’électricité.
Lorsque le vent souffle, une poche d’air à basse pression se forme du côté sous le vent de la pale. La poche d’air à basse pression tire alors la lame vers elle, ce qui fait tourner le rotor. C’est ce qu’on appelle un ascenseur.
La force de la portance est en fait beaucoup plus forte que celle du vent contre la face avant de la pale, qui s’appelle la traînée. La combinaison de la portance et de la traînée est ce qui fait tourner le rotor.
Étant donné que la vitesse du vent augmente généralement avec la hauteur au-dessus du sol (en raison de la diminution du frottement avec le sol), les éoliennes sont montées sur une tour pour capter plus d’énergie. À 30 mètres ou plus au-dessus du sol, ils peuvent profiter d’un vent plus rapide et moins turbulent.
Les éoliennes sont montées sur une tour pour capter la majeure partie de l’énergie. À 30 mètres ou plus au-dessus du sol, ils peuvent profiter d’un vent plus rapide et moins turbulent.
Pour une meilleure utilisation des éoliennes, elles doivent être placées là où la vitesse du vent atteint 16 à 20 mi / h et à une hauteur de 50 m. Il est également important que les centrales électriques industrielles soient situées à proximité des lignes électriques existantes et dans les sites les plus venteux disponibles.
Les technologies de l’énergie éolienne peuvent être utilisées comme des applications autonomes, connectées à un réseau de service public ou même en combinaison avec un système photovoltaïque.
Pour les sources d’énergie éolienne à grande échelle, les turbines sont généralement construites côte à côte pour former un parc éolien qui fournit de l’énergie en vrac. Plusieurs fournisseurs d’électricité utilisent des parcs éoliens pour fournir de l’électricité à leurs clients.
Les turbines indépendantes sont généralement utilisées pour pomper ou communiquer de l’eau. Cependant, les propriétaires et les agriculteurs des régions venteuses peuvent également utiliser de petits parcs éoliens pour produire de l’électricité.
Les éoliennes
Il existe différents styles et différentes tailles d’éoliennes pour répondre à différents besoins. Le style le plus courant, grand ou petit, est le « design à axe horizontal » (avec l’axe des pales horizontal par rapport au sol). Sur cette turbine, deux ou trois pales tournent contre le vent de la tour.
Les turbines à axe vertical sont moins courantes: la Savonio et la Darrieus. La turbine Darrieus a été inventée en France dans les années 1920 et est souvent décrite comme un chauffe-œufs. Il a des pales verticales qui tournent dans et hors du vent. La turbine Savonius est en forme de S vue de dessus.
Cette turbine à traînée fonctionne relativement lentement mais produit un couple élevé. Il est utile pour moudre le grain, pomper de l’eau et bien d’autres tâches, mais des vitesses de rotation lentes ne sont pas optimales pour produire de l’électricité.
Les petites éoliennes sont utilisées pour fournir de l’électricité hors réseau et vont des très petites turbines de 250 watts, conçues pour charger les batteries sur un voilier, aux turbines de 50 kilowatts qui alimentent les fermes laitières et les villages isolés. .
Comme les vieux moulins à vent de ferme, ils ont des pales arrière qui les maintiennent orientées vers le vent.
Les grandes éoliennes, utilisées par les services publics ou les générateurs indépendants pour alimenter le réseau électrique, vont de 100 kilowatts aux énormes machines de plusieurs mégawatts qui sont testées en Europe.
Les grandes turbines reposent sur des tours atteignant 100 mètres de haut et ont des pales allant de 30 à 60 mètres de longueur. Les turbines à l’échelle utilitaire sont généralement placées en groupes ou en rangées pour tirer le meilleur parti des endroits venteux.
Les parcs éoliens comme ceux-ci peuvent être constitués de quelques ou centaines de turbines, qui fournissent suffisamment d’énergie pour des villes entières.
