​Comment un convertisseur éolien/une turbine éolienne produit de l'électricité?


Les éoliennes sont des appareils qui convertissent l'énergie cinétique du vent en énergie électrique. Le vent provient du mouvement de l’air causé par la pression atmosphérique et les changements de température. À l'instar d'autres énergies renouvelables, certains sites sont mieux adaptés à la production d'énergie éolienne que d'autres. Il existe des emplacements optimaux pour les éoliennes sur terre et en mer.

​Alors, c’est quoi exactement ces gigantesques moulins à vent – les éoliennes? ​Une éolienne est une grande structure avec plusieurs pales en rotation, généralement trois. ​Une éolienne transforme l'énergie éolienne en électricité en utilisant la force aérodynamique des pales du rotor, qui fonctionnent comme une aile d'avion ou une pale de rotor d'hélicoptère. Les pales des éoliennes tournent lorsqu'elles sont touchées par le vent et sont connectées à un tronc et à un rotor en haut de l'éolienne. Le tronc est connecté à un générateur qui génère de l'électricité lorsque le vent fait tourner les pales.

L'électricité produite par les éoliennes peut être utilisée localement immédiatement ou placée sur le réseau électrique pour alimenter plus loin les maisons et les entreprises.

​Une éolienne transforme l'énergie éolienne en électricité en utilisant la force aérodynamique des pales du rotor, qui fonctionnent comme une aile d'avion ou une pale de rotor d'hélicoptère.

men in front of windmill in field

​Les éoliennes modernes se divisent en deux groupes principaux, les turbines éoliennes à axe vertical, et les turbines éoliennes à axe horizontal.

wind farm in field

TURBINES À AXE HORIZONTAL:

​Les éoliennes à axe horizontal dominent la majorité de l'industrie éolienne et sont ce que beaucoup de gens imaginent en pensant aux éoliennes. ​Le plus souvent, ils ont trois pales et fonctionnent «au près», la turbine pivotant au sommet de la tour de sorte que les pales soient face au vent. L'avantage des éoliennes horizontales, c’est qu’elles peuvent produire plus d'électricité à partir d'une quantité de vent donnée. Donc, si vous essayez de produire autant de vent que possible à tout moment, l'axe horizontal est probablement le choix pour vous.

 

TURBINES À AXE VERTICAL:

​Les éoliennes à axe vertical se présentent en plusieurs variétés. ​Ces turbines sont omnidirectionnelles, ce qui signifie qu'elles n'ont pas besoin d'être ajustées pour pointer dans le vent pour fonctionner. ​Les turbines à axe vertical sont principalement utilisées dans les petits projets éoliens et les applications résidentielles. Les éoliennes à axe vertical sont alimentées par le vent provenant de tous les degrés, et certaines turbines sont alimentées lorsque le vent souffle de haut en bas. En raison de cette polyvalence, les éoliennes à axe vertical sont considérées comme idéales pour les installations où les conditions de vent ne sont pas uniformes, ou en raison d'ordonnances publiques, la turbine ne peut pas être placée suffisamment haut pour bénéficier d'un vent stable.

​L'avantage des éoliennes horizontales, c’est qu’elles peuvent produire plus d'électricité à partir d'une quantité de vent donnée. Donc, si vous essayez de produire autant de vent que possible à tout moment, l'axe horizontal est probablement le choix pour vous.

Composants d'éolienne

  • Tower: The base structure that supports and elevates a wind turbine rotor and nacelle. 
  • Nacelle: Sits atop the tower and contains the gearbox, low- and high-speed shafts, generator, controller, and brake. Some nacelles are large enough for a helicopter to land on. 
  • Blades: Lifts and rotates when the wind is blown over them, causing the rotor to spin. Most turbines have either two or three blades. 
  • Hub: The center of a turbine rotor, which holds the blades in place and attaches to the shaft. The rotor refers to both the turbine blades and the hub. 
  • Gearbox: Gears connect the low-speed shaft to the high-speed shaft and increase the rotational speed of the shaft to the speed required by the generator. The gearbox is heavy and power losses from friction are inherent in any gearing system. 
  •  Generator: A device that produces electricity from mechanical energy, such as from a rotating turbine shaft. 

Production et efficacité énergétique

​Quand les gens pensent aux éoliennes, ils peuvent imaginer de petites machines derrière la maison de quelqu'un. Cependant, les éoliennes industrielles sont des pièces de technologique massives avec des pales qui peuvent facilement s'étendre sur des centaines de pieds. ​La taille moyenne des éoliennes varie et augmente à mesure que la technologie s’améliore. ​Le Canada, en 2019 avait 13 413 MW de capacité énergétique installée - assez pour alimenter environ 3,4 millions de foyers. L'année a vu l'achèvement de cinq projets qui ont ajouté 597 MW de nouvelle capacité installée, représentant plus d'un milliard de dollars d'investissement. Le Canada a la 8ème plus grande flotte de production éolienne. L'efficacité théorique maximale d'une turbine est de ~59%, également connue comme la limite Betz. La plupart des turbines extraient environ 50% de l'énergie du vent qui traverse la zone du rotor. Il est important de se rappeler que les éoliennes ne génèrent absolument aucune émission nocive ou gaz à effet de serre.

 

Le Canada a la 8ème plus grande flotte de production éolienne. Le Canada, en 2019 avait 13 413 MW de capacité énergétique installée - assez pour alimenter environ 3,4 millions de foyers.

​A propos de l'auteur

​Gerry est originaire de New Glasgow, en Nouvelle-Écosse et a étudié à l'Université Acadia avec un certificat en sciences appliquées et à l'Université Dalhousie avec un baccalauréat en génie de l'environnement.


À Dalhousie, il s'est intéressé à l'industrie des énergies renouvelables et, une fois diplômé, il a participé au programme de stages professionnels de Leadership Propre de Naveco. Son objectif est d'aider les communautés à passer des combustibles fossiles aux énergies renouvelables.


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