Comment fonctionne une éolienne ?

Sommaire

Une éolienne produit de l’électricité en convertissant l’énergie cinétique du vent en énergie électrique. Sur cette page, vous trouverez une explication de la façon dont une éolienne fonctionne.

Qu’est ce qu’une éolienne ?

Une turbine éolienne, l’énergie éolienne, souvent appelée incorrectement moulin à vent, un dispositif mécanique qui transforme l’énergie éolienne en énergie de rotation, et est une composante importante d’une installation d’énergie éolienne.

Une éolienne a généralement trois pales de turbine (des ailettes) de l’arbre horizontal situé dans la nacelle au sommet d’une tour. Tordue, soit par des moteurs électriques ou par le vent, de sorte que les aubes de turbine tournent dans un plan perpendiculaire à la direction du vent. L’éolienne peut également avoir un arbre vertical du boîtier de la machine qui repose sur le sol. L’éolienne convertit l’énergie cinétique du vent en énergie de rotation dans la turbine selon la loi de Betz.

Combien de types d’éolienne existe t-il ?

Il existe plusieurs types de turbines à vent. Le type le plus commun est éoliennes à axe horizontal avec trois pales de rotor montées sur un arbre horizontal. C’ est principalement ce genre de turbines éolienne.

Le rotor est connecté à un générateur via un arbre horizontal. Le générateur est situé dans le boîtier de générateur, qui est monté sur une tour qui se fonde dans le sol. Souvent on utilise la nacelle sur le logement de générateur.

Les turbines horizontales éoliennes à axe sont divisées en deux groupes principaux :

  • les turbines à effet de levier : générateur tourne à la même vitesse que les pales de rotor
  • les turbines à entraînement direct : orienter ce que le générateur peut avoir une vitesse plus rapide que la rotation des pales de rotor. 

En raison d’un effet de groupe électrogène dépend en partie de la taille physique et la vitesse de rotation, cela signifie que les éoliennes d’engrenage peuvent avoir une génératrice inférieure à celle des éoliennes à entraînement direct sans la puissance du générateur est réduite. 

Le vent se pare de rotor pour tourner autour. La rotation du rotor provoque une rotation du générateur, afin de produire de l’électricité. A l’intérieur de la turbine, ce flux a normalement un faible niveau de tension. Le courant est tout d’abord passé à travers un convertisseur de puissance pour assurer la qualité de puissance suffisante, et ensuite à travers un transformateur pour le même niveau de tension que la grille peut être livré. 

Le courant est également passé à travers un appareil de commutation, afin d’assurer que l’accouplement entre la turbine et le réseau d’alimentation est interrompu si une erreur se produit.

Les éoliennes sont équipées de systèmes de sécurité qui freinent le générateur et de l’équipement de sauvetage. Ils ont aussi un système de surveillance sophistiqué qui permet au personnel d’exploitation et de surveiller l’éolienne de commande. Pour tirer le meilleur parti de la puissance du vent, le boîtier de générateur et les pales du rotor à réglage continu à travers le système de commande sur la base de la direction du vent réel et la vitesse. La plupart des éoliennes modernes ont un ascenseur utilisé par les professionnels qui travaillent dans le boîtier du générateur.

Quelle est la puissance d’une éolienne ?

Une courbe de puissance éolienne montre la production théorique à différentes vitesses du vent. La plupart des grandes éoliennes commencent à produire de l’énergie à une vitesse de vent d’environ 4,3 m / s, et lorsque l’effet maximal de 11 à 15 m / s. Plus le vent est élevé plus des vitesses de hauteur réglable automatiquement les angles, de sorte qu’ils permettent augmenté passé de l’air, ce qui évite une surcharge de la turbine à vent, tandis que la production est maintenue à la puissance maximale.

A la plupart des éoliennes, les vitesses de vent supérieures à 25 à 28 m / s doivent être arrêtées complètement en raison de contraintes excessives sur les composants.

Quelles éoliennes demain ?

Les nouvelles éoliennes seront de plus en plus performantes. En effet la technologie de turbine éolienne s’est développée rapidement ces dernières années. La capacité installée, la hauteur totale et la longueur des pales de rotor a augmenté. 

En augmentant la longueur des pales de rotor, le vent capture d’éoliennes de plus en plus de pouvoir produire pendant les périodes où la vitesse du vent suffisamment élevée pour la turbine peut produire à la puissance maximale. 

La capacité installée dans un générateur d’énergie dépend en grande partie de la quantité de masse qui tourne autour de la vitesse de rotation et les enroulements du générateur utilisé pour générer les champs électromagnétiques. En changeant l’une de ces trois facteurs, une éolienne produit plus de puissance en dépit du fait qu’il ne se coince pas plus de vent. Il est particulièrement pendant les périodes où souffle tant qu’elle produit l’effet maximal que cela va bénéficier. Il est compliqué d’augmenter la capacité installée d’une éolienne sans des changements ont de grands défis pour le transport, la construction et l’exploitation des éoliennes.

Les progrès à ce jour de la recherche et le développement technologique dans ce domaine est spectaculaire

En outre, le développement des systèmes de contrôle avancés fait que les turbines peuvent exploiter le vent et les conditions climatiques meilleures. Les turbines âgées doivent arrêter la production lorsque le vent tombe sur certains niveaux, généralement autour de 25 m / s, de ne pas être surchargé. Les éoliennes récentes peuvent continuer à produire à des vitesses de vent plus élevées, parce que les forces de la turbine sont surveillées en permanence et les lames sont modifiées pour résister aux forces dans le vent fort. Il a également des systèmes de contrôle développés qui rendent les éoliennes peuvent produire de l’électricité, même quand il y a de la glace sur les pales.

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