Qu'est-ce qu'une éolienne à axe vertical?
Généralement construite avec seulement deux ou trois pales, une éolienne à axe vertical est un type d’éolienne dans laquelle l’arbre du rotor principal tourne verticalement plutôt qu’horizontalement. Bien qu'il existe différents styles de ces types de turbines, une version ressemble beaucoup à un batteur à œufs. Son mouvement, par contre, ressemble à une pièce de monnaie qui tourne sur son bord.
Lorsque la plupart des gens entendent l'expression «éolienne», ils visualisent une éolienne à axe horizontal (HAWT). Un HAWT ressemble beaucoup à une hélice d'avion. La raison pour laquelle les gens associent étroitement une HAWT au concept d’éolienne est tout simplement parce que l’éolienne à axe vertical n’est pas aussi commune que son homologue horizontale. En fait, les TVA ne sont généralement pas utilisés à des fins commerciales et sont rarement connectés aux réseaux électriques.
Bien entendu, malgré leurs différences d'aspect et leurs modes de fonctionnement distincts, le VAWT et le HAWT génèrent de l'électricité en convertissant l'énergie du vent en couple à l'aide d'un arbre en rotation. C'est-à-dire que le vent fait tourner les pales de l'éolienne autour du rotor de l'éolienne. Ce rotor, à son tour, est connecté à l'arbre principal de la turbine, qui alimente un générateur qui génère de l'électricité.
La conception de l'éolienne à axe vertical présente certains avantages. Le générateur et la boîte de vitesses de la turbine peuvent être placés près du sol, facilitant ainsi la maintenance et réduisant les coûts de construction initiaux. Ils n'ont pas non plus besoin de faire face au vent comme les HAWT, ce qui augmente leur capacité à exploiter l'énergie éolienne et améliore ainsi leur fiabilité globale. Les fabricants affirment également que le VAWT est moins bruyant que son homologue HAWT.
Le principal inconvénient de l’éolienne à axe vertical est toutefois que son efficacité est réduite car les vitesses du vent sont plus basses près du sol. Ce type de turbine n’est généralement pas en mesure de produire autant d’électricité que le modèle HAWT. Les VAWT ne démarrent pas d'eux-mêmes, ce qui nuit à la connectivité du réseau électrique. Pour ces raisons, l’éolienne à axe vertical est souvent choisie pour l’installation lorsque le coût ou la fiabilité sont au cœur des préoccupations. Lorsque le rendement total et l'efficacité sont les considérations les plus importantes, l'éolienne à axe horizontal est généralement utilisée.
Des recherches sont en cours sur les TAV afin d’augmenter leur production d’énergie et de minimiser leur bruit mécanique et aérodynamique. Les ingénieurs espèrent améliorer ce type d’éoliennes pour qu’elle soit finalement largement utilisée dans les paysages urbains où l’espace disponible pour les installations de parcs éoliens est limité.
Parmi les nombreux types d'éoliennes à axe vertical, les deux plus couramment construites sont les turbines Savonious et Darrieus. Un ingénieur finlandais du nom de Sigurd J. Savonius a inventé la simple turbine de type traînée en 1922, tandis que l’ingénieur français Georges Jean Marie Darrieus a inventé sa turbine plus pratique de type élévateur en 1927. Les autres types de turbines éoliennes à axe vertical comprennent la turby, quietrevolution , aérotecture, giromill et cycloturbine.
Des calculs détaillés concernant l'aérodynamique des rotors d'éoliennes à axe vertical sont disponibles en ligne.