Comment fonctionnent les éoliennes?
Les éoliennes convertissent l'énergie du vent en électricité. Une éolienne comporte deux éléments de base: les pales actionnées par le vent et les engrenages mécaniques et le générateur d’électricité. Lorsque le vent déplace les pales de la turbine, l’arbre du rotor déplace les engrenages à l’intérieur de la boîte de vitesses. Ce mouvement crée de l'énergie, qui est capturée par le générateur d'électricité et ajoutée au réseau électrique. Il existe deux types d’éoliennes: l’axe horizontal et l’axe vertical.
Une éolienne à axe horizontal (HAWT) ressemble beaucoup à une éolienne. Le générateur électrique et l’arbre du rotor principal sont situés au sommet de la tour. Les capteurs de vent et les servomoteurs sont souvent utilisés pour aligner automatiquement les éoliennes avec la direction du vent dominant. La boîte de vitesses convertit la rotation lente et importante en vitesse de rotation nécessaire pour générer de l'électricité.
Les pales des éoliennes sont très rigides et fabriquées à partir d’une combinaison de plastiques durs et de métaux légers. Les pales sont installées devant la tour et sont généralement dirigées vers le vent. Ceci est fait pour éviter que les pales ne soient refoulées dans la tour et pour supporter les forces de turbulence
Il y a généralement trois pales sur une éolienne. Ils mesurent entre 20 et 40 mètres de long et sont légèrement colorés. En cas de vent fort, toutes les éoliennes ont une fonction d'arrêt. Cette fonctionnalité est utilisée pour éviter d’endommager les équipements de l’éolienne.
Une éolienne à axe vertical (VAWT) diffère légèrement de la HAWT. Dans ce modèle, le générateur et la boîte de vitesses sont situés au sol, à la base de la turbine. Ce décalage permet une plus grande flexibilité et évite de devoir diriger l'éolienne directement dans le vent. L'emplacement des équipements mécaniques au bas de la turbine les rend plus accessibles pour les réparations et la maintenance.
Les VAWT sont généralement installés sur le sol ou sur le toit d'un immeuble. La vitesse du vent à cette hauteur est généralement plus lente et génère donc moins d'énergie. Une solution possible consiste à créer un très long axe, qui nécessite des ressources et du matériel considérables.
Les unités montées sur le toit captent le vent qui a été redirigé sur le toit en raison de la forme du bâtiment. Cette fonctionnalité peut augmenter considérablement la vitesse du vent. Une turbine de toit doit être installée de manière à ce que les pales se situent à au moins la moitié de la hauteur du bâtiment par rapport au toit. C'est la distance idéale pour capter le maximum d'énergie éolienne.