Comment fonctionne une éolienne ?

Le fonctionnement d’une éolienne peut paraître assez simple. Néanmoins ses mécanismes sont complexes. Certains principes de base doivent être compris qu’il s’agisse de puissance ou de systèmes de régulation (comme par exemple le furling). Enfin, nous dresserons l’inventaire des points cruciaux pour appréhender correctement un projet d’installation.

Le principe de base du fonctionnement

Le but d’une éolienne est de transformer l’énergie cinétique du vent en énergie électrique. Elle utilise la première pour entraîner le rotor avec les pales. L’énergie cinétique devient alors énergie mécanique. Avec la rotation, celle-ci se transforme ensuite en énergie électrique, à l’aide d’une génératrice.

Les pales constituent les pièces majeures de l’installation : leur profil et leurs dimensions déterminent les paramètres de fonctionnement.
Comme la puissance évolue en fonction de la surface balayée, il convient de choisir la longueur des pales, en corrélation avec la puissance désirée et leur largeur, en fonction de la vitesse d’amorçage recherchée.

Puissance nominale et production d’électricité

La puissance nominale est la capacité d’une éolienne à produire de l’énergie.  Elle est exprimée en kilowatts (kW) ou en mégawatts (MW). Elle indique la quantité d’énergie que l’éolienne pourra produire en une heure, dans les conditions optimales.

Généralement, elle est de moins de 100kW, pour les petites installations de jardin.
Elle est de 1 à 2 MW, pour les éoliennes terrestres les plus installées.
Enfin, elle peut atteindre plus de 5MW, pour les éoliennes offshores de la nouvelle génération.

A titre d’exemple, une éolienne de 1Mw peut produire 1 mégawatt par heure. Chaque année, elle produira donc 8 760 MWh (24 heures x 365 jours).

Mais comme les conditions ne sont pas toujours idéales, il convient de tenir compte du facteur de capacité, voisin de 30%. La puissance nominale d’une éolienne de 1MW est donc de 2 628MWh.

Le système furling

Plusieurs méthodes existent pour réguler et contrôler mécaniquement une petite éolienne. La technique la plus utilisée s’appelle le furling, ou le ferlage en français.

Le procédé peut être géré électroniquement, à l’aide de capteurs de vitesse et de direction. Toutefois, il est plus courant de choisir une régulation mécanique pour un petit éolien. En effet, c’est une démarche qui permet de réduire considérablement les coûts de conception.

Le principe de base est de faire pivoter le safran de 90°, dans le même axe que celui des pales, pour que l’éolienne ne soit jamais face au vent.  Le pivot du safran est traditionnellement monté sur une charnière, inclinée en arrière ou de côté, avec un angle de 20° environ.

Quand au mât, il est le seul élément du système qui demeure toujours fixe.

• De cette manière, en cas de vents faibles, le poids de la queue est plus grand que celui du vent. En conséquence, la queue peut donc reposer sur la butée, vers l’arrière.
• Avec des vents moyens, la force du vent est supérieure au poids de la queue. Dès lors, elle quitte ainsi la butée, et l’éolienne trouve naturellement un équilibre entre les deux forces.
• Enfin, en cas de vents forts, voire violents, la pression est telle que l’installation s’arrête pour la protéger.

Un projet d’installation d’une petite éolienne ?

Vous en savez désormais un peu plus sur le fonctionnement d’une éolienne :

• Si vous avez déjà le désir d’installer une éolienne domestique sur votre terrain ou dans votre jardin, il est nécessaire que vous procédiez à une estimation du potentiel éolien dont bénéficie le site.
• Nanti des informations sur le gisement des vents sur votre zone d’habitation, vous pourrez ainsi réaliser une étude technique et financière, intégrant notamment le prix d’une éolienne, et estimer ainsi le retour sur investissement.
• A ce sujet, il existe un panel d’aides financières qui vous permettront de concrétiser plus facilement la mise en œuvre de votre projet.
• Enfin sachez qu’il vous faudra également respecter la réglementation en vigueur et effectuer toutes les démarches administratives afférentes à l’installation de ce système de production d’électricité.