Production d’énergie d’une éolienne
Comment les éoliennes produisent-elles de l’énergie ?
Nous savons tous que le monde a besoin de plus d’entreprises d’énergie renouvelable – Quelle que soit votre position sur le changement climatique, vous devez admettre que les combustibles fossiles sont une ressource limitée et qu’ils finiront par s’épuiser. Si nous voulons vivre dans le monde confortable alimenté par l’électricité que nous connaissons actuellement, nous devons trouver des sources alternatives.
Parmi les sources d’énergie renouvelables que nous pouvons utiliser, citons l’énergie solaire, l’énergie éolienne, la biomasse et l’énergie géothermique. Bien qu’aucune technologie ne soit la réponse à tous les problèmes, le fait de les réunir permet d’aller de l’avant.
De nombreuses personnes ont constaté que le fait de passer des plans d’énergie traditionnels alimentés par des combustibles fossiles à des plans d’énergie plus efficaces et plus rentables était une bonne chose. des plans d’énergie renouvelable illimitée permettent un accès instantané à une énergie propre, sans l’investissement lourd que représentent les panneaux solaires.
Une autre source d’énergie propre qui s’est déjà développée dans le monde est l’éolienne. Il s’agit d’énormes structures placées stratégiquement dans des endroits où le vent souffle en permanence, afin de leur donner les meilleures chances de générer le plus d’énergie possible.
Mais comment fonctionnent réellement les éoliennes ?
Comment l’énergie éolienne est-elle produite ?
L’énergie éolienne est produite lorsque nous exploitons la puissance du flux d’air de notre atmosphère pour créer de l’électricité. Pour ce faire, les éoliennes captent l’énergie cinétique du vent (c’est-à-dire l’énergie de mouvement).
Il existe actuellement trois types d’énergie éolienne : l’énergie éolienne à l’échelle industrielle, l’énergie éolienne distribuée (petite) et l’énergie éolienne en mer.
- L’énergie éolienne à l’échelle industrielle comprend les turbines de toutes tailles qui fournissent leur énergie au réseau et sont utilisées par les entreprises de services publics.
- L’énergie éolienne en mer Il s’agit d’énormes éoliennes construites en mer et qui produisent la plus grande quantité d’énergie.
Bien sûr, toute l’électricité qui circule dans le réseau électrique ne provient pas de sources propres comme l’éolien et le solaire, la plupart provient encore de la combustion de carburants. Même les carburants renouvelables ne dégagent pas de gaz nocifs. Nous devons donc être conscients de la provenance de notre énergie.
Vous ne le savez peut-être pas, mais dans de nombreux États, vous pouvez choisir la provenance de votre énergie. Nous donnons à nos clients la possibilité de choisir une énergie provenant de sources propres, plutôt que de sources nocives. Nos clients choisissent une énergie propre et un plan d’abonnement qui leur convient afin de bénéficier d’une facture mensuelle stable, avec la satisfaction de contribuer à rendre le monde plus vert. Si vous souhaitez en savoir plus sur comment nous pouvons vous aider, cliquez ici.
Comment fonctionnent les éoliennes ?
Les éoliennes sont relativement faciles à appréhender et sont souvent plus faciles à comprendre si on les considère comme un moulin à vent historique qui utiliserait l’énergie du vent pour moudre le grain.
Lorsque le vent passe devant la pale d’une éolienne, la force est captée par celle-ci (c’est ce qu’on appelle capter son énergie cinétique), et l’éolienne commence alors à tourner. Cette énergie est maintenant considérée comme de l’énergie mécanique. Comme dans le cas du moulin à vent, elle fait tourner un arbre interne. Contrairement aux moulins à vent traditionnels, les arbres des éoliennes sont reliés à une boîte de vitesses qui permet d’augmenter massivement la vitesse – généralement 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 sont appelés mât, nacelle et rotor. Le mât supporte le rotor et la nacelle, et la nacelle contient les pièces mécaniques. Les mâts ou tours sont creux et fabriqués principalement en acier. Les pales sont en fibre de verre renforcée par du polyester, de l’époxy renforcé par de la fibre de verre ou de l’époxy renforcé par de la fibre de carbone, ce qui les rend incroyablement solides mais aussi suffisamment légères pour que des forces de vent relativement faibles les fassent tourner.
Les pales d’une éolienne sont un peu comme les ailes d’un avion ; le vent fait tourner l’éolienne à trois pales car la force de portance est supérieure à la force de traînée. Elles sont au nombre de trois car cela permet d’obtenir le meilleur compromis entre vitesse de rotation et fiabilité mécanique.
Le rotor est relié à un générateur par une série d’engrenages de façon à augmenter la vitesse de rotation de l’ordre de 100 fois. Cela permet au générateur de produire de l’électricité sans être trop grand et coûteux. Des ordinateurs contrôlent le pas des pales et leur orientation pour produire une puissance maximale.
La plupart des éoliennes terrestres d’aujourd’hui ont une puissance nominale de 2,5 à 3 MW (mégawatts), avec des pales d’environ 50 m de long, soit la moitié de la longueur d’un terrain de football. Il y a seulement 30 ans, les pales ne mesuraient que 15 m de long !
Les éoliennes produisent-elles du courant alternatif ou continu ?
Les générateurs d’électricité produisent de l’électricité en courant alternatif (CA). Certaines turbines contiennent un convertisseur qui transforme le courant alternatif en courant continu (CC) et inversement, afin 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 alternatifs, les électrons changent constamment de direction, alors que dans les courants continus, ils ne circulent que dans une seule direction.
Quels sont les différents types d’éoliennes ?
Le type d’éolienne le plus courant, et de loin, est l’éolienne à axe horizontal (HAWT). C’est celle que l’on voit le plus souvent, que ce soit individuellement, en petits groupes ou en grand nombre, dans les endroits suivants parcs éoliens. Ils ressemblent à une hélice d’avion sur une tour.
Les turbines à axe vertical, quant à elles, ont été décrites comme ressemblant à des batteurs d’œufs. Les turbines à axe vertical ont généralement deux pales fixées en haut et en bas d’un rotor vertical. Elles peuvent être assez grandes mais sont passées de mode car elles ne sont pas aussi efficaces que les turbines à axe horizontal.
Il en existe plusieurs autres qui ont été écartées comme étant inférieures, ou qui sont encore au stade de prototype, notamment l’éolienne aéroportée 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 attrayante visuellement, dans la mesure où elle ne perturberait pas le paysage. Seul le temps nous dira si l’une ou l’autre de ces solutions constitue une alternative viable aux HAWT actuellement utilisées dans le monde. 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 relié à un générateur par une série d’engrenages de sorte que la vitesse de rotation est multipliée par 100. Cela permet au générateur de produire de l’électricité sans être trop grand ou trop cher. L’électricité produite par l’éolienne est généralement transmise au réseau électrique.
Quel est le type d’éolienne le plus efficace ?
En 2020, la turbine éolienne la plus efficace est la grande éolienne à trois pales et à axe horizontal, ce qui explique pourquoi plus de 300 000 éoliennes ont été déployées. Les pales aérodynamiques génèrent plus d’électricité que tout autre modèle, à la fois parce que la portance produite déplace les pales plus rapidement et parce que chaque pale se déplace dans de l’air « propre ».
De plus, comme les ordinateurs contrôlent l’orientation des pales, elles fonctionnent toujours à leur potentiel optimal. Les conceptions à axe vertical et les autres conceptions à axe horizontal ne peuvent pas rivaliser.
L’autre avantage des HAWT à trois pales est qu’elles s’adaptent très bien, bien mieux, en fait, que les autres solutions. Les grandes turbines génèrent des quantités d’électricité tout aussi importantes, ce qui est vital pour la production d’électricité à l’échelle industrielle. Consultez notre article consacré à la avantages de l’énergie éolienne pour plus d’informations comme celle-ci.
Quelle quantité d’énergie une éolienne produit-elle ?
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 produire de l’électricité la plupart du temps, il y a d’autres moments où elles doivent être arrêtées.
Il y a également une réduction causée par les inefficacités inévitables impliquées dans le mécanisme, la plupart des éoliennes fonctionnent à environ 30% – 40% d’efficacité, bien que cela puisse atteindre 50% dans des conditions de vent idéales.
On estime qu’une éolienne terrestre moyenne de 2,5 à 3 mégawatts peut produire plus de 6 millions de kWh par an. Une éolienne offshore de 3,6 MW peut doubler ce chiffre.
Combien d’énergie une éolienne produit-elle par rotation ?
Les éoliennes sont de plus en plus grandes et produisent de plus en plus d’électricité en permanence. En 2018, le géant suédois de l’énergie Vattenfall a installé la première de 11 de ses 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 le chef de projet du European Offshore Wind Deployment Center, Adam Ezzamel, « une seule rotation des pales peut alimenter en électricité un foyer canadien moyen pendant une journée ».
Une éolienne peut-elle alimenter une maison ?
Il existe des alternatives aux mastodontes que sont les éoliennes utilisées pour produire de l’électricité à l’échelle d’un service public. Les petites éoliennes de 100 kilowatts ou moins peuvent être utilisées pour alimenter directement une maison ou une petite entreprise. Elles peuvent produire de l’énergie de la même manière que les panneaux solaires, en ce sens que l’énergie peut être stockée pour être utilisée dans des batteries, et devraient être en mesure d’alimenter une maison ou un lieu d’affaires lors d’une journée venteuse. Le problème se pose lorsque le vent tombe pendant plusieurs jours ou qu’il est trop fort pour que l’éolienne puisse fonctionner sans être endommagée.
L’autre problème, plus important, est que l’installation d’une éolienne ou de panneaux solaires a un coût énorme. Une solution plus simple consiste à changer votre plan d’énergie basé sur les combustibles fossiles à la maison ou au bureau pour un plan d’énergie basé sur les énergies renouvelables. abonnement à l’énergie propre. Cela vous permettra de réaliser des économies instantanées, et il n’y a pas de frais d’inscription.
Bien que l’installation de panneaux solaires ou d’une éolienne puisse être rentable à très long terme, ce n’est pas un investissement financier que beaucoup de gens peuvent faire.
Si vous décidez d’en installer une, les turbines peuvent être montées sur le toit ou être autonomes, selon la situation. Dans de très rares cas, l’électricité excédentaire produite peut être injectée dans le réseau et rapporter de l’argent au propriétaire (tout comme les panneaux solaires).
Il s’agit d’un secteur du marché en pleine expansion (vous pouvez même les acheter sur Amazon) et il pourrait, à terme, être tout aussi important que les parcs éoliens dans notre quête de sources d’énergie durables moins coûteuses.
Ce qui est bien avec le vent, c’est qu’il est gratuit, et il y en a beaucoup ! On espère qu’à terme, jusqu’à 50 % des besoins énergétiques pourraient être couverts par la puissance du vent. Déjà, près de la moitié de l’électricité du Danemark provient du vent. Fin 2018, la capacité mondiale d’électricité d’origine éolienne atteignait près de 600 gigawatts, les États-Unis contribuant à hauteur de 96 665 MW. L’administration américaine d’information sur l’énergie estime que 14 300 MW supplémentaires d’énergie éolienne seront mis en ligne en 2020.
L’énergie éolienne n’est pas la seule réponse aux besoins énergétiques mondiaux, mais elle joue déjà un rôle essentiel en nous aidant à nous adapter à un avenir plus propre et plus durable.
