Les éoliennes

Voici un petit film sur Youtube en anglais mais sous-titré.

Il explique très clairement le fonctionnement d'une éolienne. En particulier, la limite de Betz qui empêche de tirer la totalité de l'énergie contenue dans une veine de vent.

https://www.youtube.com/watch?v=qSWm_nprfqE

Dans les éoliennes actuelles il existe deux types d'alternateurs ceux à aimants permanents ( les plus petites éoliennes) et ceux à stator et rotor bobinés.

Pour ces dernières la taille du mât est de l'ordre de 100 m et chaque pale a une longueur voisine de 50 m. La nacelle qui porte les pales, les engrenages et l'alternateur, le tout a une masse de l'ordre de 80 à 100 tonnes. Les pales tournent lentement (un tour en environ 3 à 4 secondes) mais la vitesse en bout de pales est d'environ 100m/s (360 km/h). Cette lenteur de rotation est accélérée par une "boite de vitesse" multiplicatrice afin que l'alternateur délivre une puissance électrique de fréquence 50,00 Hz. L'énergie électrique est envoyée au réseau EDF par des câbles enterrés et un poste de comptage et un transformateur élévateur de tension.

Le bruit des éoliennes est faible contrairement à ce qui est parfois dénoncé. Au pied du mât, le bruit est de l'ordre de 50-60 dB. Pour diminuer ce bruit pourtant très supportable et inaudible à 100 m, on place sur le bord de fuite des pales des "peignes" qui ont des petits dentelures pour améliorer l'écoulement des filets d'air et on gagne ainsi 2,5 dB. Un rappel : quand deux bruits sont séparés par 3 dB, l'un des bruits est deux fois plus fort que l'autre. L'échelle logarithmique n'est pas une échelle bien connue du public et pourtant notre oreille fonctionne avec une échelle logarithmique !

Pour résister aux contraintes, les fondations absorbent plusieurs centaines de mcubes de béton fortement armé. Le mât est tenu au sol par une couronne d'environ 300 boulons.

Quand on veut arrêter une éolienne pour assurer la maintenance, il suffit de faire tourner les pales sur leur axe longitudinal de façon à les mettre en "drapeau" . Elles ne présentent plus alors de surface résistante au vent. Un frein assure le blocage.

J'en planterais bien le long des autoroutes. 
 

il y a 56 minutes, Pheldwyn a dit :

J'en planterais bien le long des autoroutes. 
 

Oui à condition que ce soit dans une zone bien ventilée !

Quelques chiffres mal connus :

Le meilleur rendement d'une éolienne commence pour une vitesse de vent d'environ 11 m/s soit environ un vent de 40 km/h.

On met les pales en drapeau à partir d'un vent de 25 m/s soit 90 km/h sinon les contraintes sur les pales et sur le mat seraient exagérées.

Pour une éolienne dont les pales ont 50 m de longueur, la suface balayée est de l'ordre de 7500 m²  Lorsqu'un vent les traverse à 10 m/s cela représente une masse d'air de 100 tonnes par seconde. L'éolienne a donc pour but de prélever au moins 50% de l'énergie cinétique contenue dans cette veine de vent. On comprend pourquoi on recherche des éoliennes de plus en plus grandes et siuées dans les lieux les plus ventés. Et pour cela l'éolien en mer présente des vents plus réguliers, plus forts et plus permanents.

La majorité des éoliennes installées ont une puissance de 2méga Watts. Mais on se prépare à construire des monstres beaucoup plus puissants.