Comment calculer le rendement d’une éolienne ?
On entend souvent dire que les éoliennes sont inutiles… qu’elles produisent peu, trop peu, presque rien… Mais qu’en est-il de l’ efficacité des éoliennes ?
Quelle quantité d’énergie peut être attendue d’une éolienne, quels facteurs influencent sa productivité et, surtout, comment définissez-vous « son efficacité » ? Vous n’avez pas besoin de sortir les calculatrices ! Nous avons pris soin des mathématiques pour vous… voici nos résultats.
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Plan de l'article
La fabrication d’une éolienne : principes généraux
Contrairement aux « rumeurs » qui se répandent, l’énergie éolienne est en fait très efficace. De toutes les énergies renouvelables, c’est celle qui génère le plus d’énergie consommée par mètre carré !
Malgré cela, son fonctionnement peut être modulé par divers facteurs, que nous allons décrire…
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Intermittent
L’ énergie éolienne est une source d’énergie intermittenteénergie , c’est-à-dire qu’elle ne fournit pas une quantité constante d’énergie. Cela arrive en fonction des jours et de l’heure de la journée qu’il produit plus ou moins… Ne regarde pas tout !
Tout dépend de la masse d’air, de la vitesse et de la force du vent, mais en particulier de l’efficacité de l’éolienne — c’est-à-dire de sa capacité à convertir le mouvement en électricité (perdre le moins d’énergie possible).
Pour toutes ces raisons, les éoliennes sont installées de préférence dans les régions venteuses et sur des coquilles mal protégées. En France, les régions championnes du vent avec le plus grand potentiel sont le Languedoc-Roussillon Midi-Pyrénées, la Bretagne et la région PACA. Pour en savoir plus sur la situation des éoliennes en France, leur localisation et leur production globale, consultez notre article spécial : L’énergie éolienne en France.
Quelle est la performance d’une éolienne exprimée ?
Afin de comparer l’énergie éolienne avec d’autres sources d’énergie, il est nécessaire d’ exprimer sa puissance en kilowatts. Le rendement est exprimé en kilowatt-heure (c’est-à-dire le nombre de kilowatts que l’éolienne fournit sur une certaine heure). Cette efficacité se réfère à l’énergie réelle générée et consommable à tout moment .
La puissance en kilowatts peut être calculée par la formule suivante : 1/2 * Rho * S* V
- où P est la puissance en watts
- Rho la densité de l’air
- S est la surface du cercle de rayon égale à la longueur d’un
- Vitesse du ventV en mètres par seconde.
Calculons quelques exemples concrets ! La turbine éolienne classique est appelée « horizontale » (parce qu’elle est tourne autour d’un axe horizontal).
Eh bien, nous savons maintenant comment calculer la puissance, et donc l’efficacité d’une éolienne. Et si nous appliquions cette formule à quelques exemples pour mieux comprendre ce que les éoliennes peuvent nous offrir ?
Puissance horizontale des éoliennes
Une éolienne horizontale est une éolienne qui tourne sur un axe horizontal (les pales sont donc verticales). La plupart des éoliennes sont construites sur ce modèle , qui sont les plus fréquemment observés dans les champs.
La taille de l’éolienne horizontale affecte considérablement ses performances. Les plus petits peuvent produire 100 kW, les plus grands peuvent produire jusqu’à 7,5 MW. En moyenne, la capacité des éoliennes horizontales est comprise entre 1 MW et 3 MW.
Efficacité de la verticale éoliennes
éolienne verticale est moins fréquente, en général la conception surprend avec l’apparition de « voiles ». Il y a différents modèles. L’ Les plus importants sont :
- L’ éolienne Darrieus. Il résiste bien aux vents forts. Il est donc idéal pour les zones côtières, par exemple.
- Éolienne Savonius. Avantage principal : il tourne même dans des vents très faibles.
- L’ éolienne avec des ailes tournantes. Son avantage : les lames s’adaptent et sont orientées vers la direction du vent. Son rendement est donc considérable ! Dans certaines régions venteuses, il peut fonctionner presque de façon permanente.
Ces modèles peuvent atteindre des performances très différentes. Tout dépend aussi de leur taille. En général, cependant, les éoliennes verticales dépassent rarement 1 MW.
Rendement d’une éolienne domestique
L’ éolienne domestique peut être verticale ou horizontale. Dans tous les cas, sa puissance minimale est de 100 watts, et sa puissance maximale est de 20 kW.
En termes d’efficacité, une éolienne de 5 kW (bien entretenue) peut produire au moins 5 000 kWh par an et jusqu’à un maximum de 20 000 kWh.
À titre de comparaison, un panneau solaire conventionnel (côté 1,70 m) fournit une puissance de 0,3 kW au mieux. Comme quoi, une simple éolienne est tout sauf inutile !
Un exemple d’éolienne verticale. Voulez-vous en savoir plus sur wind energy ? Pour en savoir plus sur cette technologie, son histoire, son avenir et ses statistiques dans le monde entier, vous pouvez lire notre article spécial : L’énergie éolienne, l’énergie du futur ?
