Comment fonctionne une éolienne ? Toujours face au vent, la nacelle de l'éolienne pivote pour en augmenter l'efficacité. Les pales sont également mobiles pour, en fonction de la puissance du vent, en capter le maximum ou au contraire en réduire la prise. La rotation du rotor est transmis à l'arbre lent dans la nacelle.
Les petites éoliennes sont généralement munies d'un gouvernail qui permet d'orienter les pâles en direction du vent, face au vent, ou sous le vent selon la technologie.
Pourquoi, dans un parc d'éoliennes, il y en a toujours certaines qui sont arrêtées, même si d'autres tournent ? Les éoliennes sont indépendantes les unes des autres et le vent n'est pas homogène dans un même parc.
Un système d'orientation placé en dessous de la nacelle permet de tourner la nacelle dans la bonne direction. Parfois, un aileron est posé à l'arrière pour diriger automatiquement l'éolienne vers le vent, à l'instar d'une girouette.
Les éoliennes tournent sans vent pour des raisons techniques
Ainsi, faire tourner l'éolienne permet de réduire l'usure de l'installation en conservant une certaine constance dans certains paramètres. Et c'est aussi une manière d'éviter les redémarrages intempestifs qui peuvent peser à long terme sur le matériel.
sur un champ d'éoliennes arrétées faute de vent, on entraine quelques rotors électriquement, pas du tout pour dépenser du courant, mais pour qu'à la première brise l'éolienne puisse produire un peu d'énergie et ainsi à aider les autres à se mettre à la bonne vitesse.
Selon l'ADEME, les terres rares représentent moins de 0,001% du poids de l'éolienne. Il faut cependant prendre en compte le fait que l'extraction et la transformation des terres rares polluent gravement l'environnement.
Le moteur de l'éolienne permet de produire de l'électricité à partir de l'énergie du vent. Il est composé d'un rotor et d'un générateur.
L'éolienne, une centrale électrique miniature
Pour démarrer, une éolienne a besoin d'une vitesse de vent minimale, de l'ordre de 10-15 kilomètres/heure. Mais l'éolienne a aussi une limite supérieure : 90 kilomètres/heure, parfois plus sur certains modèles récents.
Le nombre de trois pales est donc le meilleur compromis entre fiabilité technique, rendement, coût et nuisance sonore réduite.
Commençons par les facteurs positifs pour l'environnement : la production d'électricité avec une éolienne n'est pas polluante en termes de rejets de CO2 ou d'autres particules nocives. Par contre, la production de l'éolienne en elle-même, sa fabrication, nécessite de l'énergie et peut impliquer des rejets.
Lorsque les éoliennes ne peuvent pas à être réutilisées, la priorité va au recyclage. Les métaux (acier, cuivre, fonte, aluminium) sont entièrement recyclés, et les matériaux composites sont pris en charge par des filières spécialisées dans le cadre d'une valorisation thermique ou énergétique.
Un investissement
Rien que pour les composants, les prix varient énormément : Il faut compter autour de 10 000 € pour une éolienne domestique de 1 kW. Le prix d'une éolienne domestique de 10 kW est d'environ 50 000 €. Les travaux de raccordement au réseau EDF peuvent coûter entre 1 000 € et 3 000 €.
Une éolienne permet de transformer l'énergie du vent en énergie électrique. En soufflant, le vent fait tourner les 3 pales du rotor. Ce dernier entraîne à son tour une génératrice, située dans la nacelle, produisant de l'électricité.
La nacelle contient les composants de la turbine de vent, y compris la boîte de vitesses, et le générateur électrique. Le personnel de service peut entrer dans la nacelle par la tour de la turbine.
Caractéristiques d'une éolienne terrestre:
Puissance : entre 1,8 et 3 MW. Diamètre du rotor : entre 80 et 110 m. Hauteur du mât : 80 à 100 m. Hauteur totale : entre 120 et 155 m.
Une durée de vie entre 15 et 30 ans
« Il faut compter 15 à 25 ans pour un aérogénérateur terrestre, et 20 à 30 ans pour une éolienne maritime.
Les éoliennes produisent une énergie variable dans le temps. C'est notamment le cas de celles à axe de rotation horizontal, qui sont des éoliennes qui ne peuvent exploiter tous les vents : elle s'arrêtent lorsqu'il n'y en a pas assez ou, au contraire, lorsqu'il y en a trop.
Exemple : quand la vitesse du vent est trop faible, moins de 10 km par heure, les éoliennes ne peuvent pas démarrer. Au contraire, il peut arriver que les éoliennes s'arrêtent automatiquement pour éviter toute détérioration en cas de vents trop violents, quand ils sont supérieurs à 90 km par heure.
Pendant sa période de fonctionnement, une éolienne tourne à différentes vitesses en fonction de la force plus ou moins importante du vent. En un an, elle a produit autant d'électricité que si elle avait tourné 20 à 25 % du temps à capacité maximale. C'est ce qu'on appelle le facteur de charge ou le taux de charge.
L'éolienne géante porte bien son nom, car elle peut atteindre 150 m de hauteur pour un diamètre au sol d'une vingtaine de mètres. Pour une éolienne domestique, il faut prévoir un budget minimal de 10 000 € qui peut vite grimper jusqu'à 55 000 si on compte la pose et les fournitures.
Le modèle d'éolienne le plus répandu en France à ce jour est constituée d'un mât de 80 mètres de hauteur et d'un rotor de 80 mètres de diamètre, dont la masse atteint environ 250 tonnes.
Les inconvénients de l'énergie éolienne
L'un des inconvénients majeurs de cette énergie reste sa difficulté à la prévoir. En effet, les vents sont difficiles à anticiper et il faut savoir que, si une éolienne a besoin d'un vent minimum pour démarrer, elle s'arrêtera de fonctionner en cas de vents supérieurs à 90 km/h.
Il mentionne d'abord les nuisances sonores, en faisant référence à des études de la Nasa sur les infrasons produits par les éoliennes et non entendus par l'humain. Il assure notamment que les éoliennes seraient responsables d'un état d'anxiété et de vertiges chez les personnes vivant à proximité des parcs éoliens.
Ces parcs éoliens génèrent, chaque année, un chiffre d'affaires de près de 500 millions d'euros. Les sociétés qui les exploitent sont françaises pour moitié. EDF Energies nouvelles, Poweo ou la Compagnie du Vent (rachetée par Suez en 2007) revendent à EDF l'énergie qu'elles produisent.