Qu'est-ce qu'une éolienne? | Éolienne à axe horizontal et à axe vertical

Le vent a son énergie cinétique car il ne fait quele flux d'air atmosphérique. Une éolienne est une machine qui utilise l’énergie cinétique du vent pour produire de l’énergie mécanique de rotation dans son arbre. Le mouvement de rotation de l'arbre fait tourner un générateur électrique pour générer de l'électricité. Il existe principalement deux types d'éoliennes disponibles: l'un est du type à axe horizontal, l'autre est du type à axe vertical. Les turbines sont également disponibles dans différentes tailles en fonction de leur mode d'application. Dans de nombreux endroits du monde moderne, les gens utilisent des éoliennes de petite taille pour charger des batteries destinées à alimenter les bateaux, les caravanes, en électricité, etc. disponibles pour pouvoir revendre le surplus d’énergie demandée au réseau électrique. Le stock de combustibles fossiles sur cette planète devient nul jour après jour. Il existe donc un besoin important de sources d'énergie renouvelables pour produire de l'électricité afin de répondre à la demande croissante en électricité. La centrale éolienne en est une des solutions. Les centrales éoliennes utilisent de nombreuses éoliennes géantes pour produire l’électricité nécessaire. Les éoliennes peuvent avoir un arbre horizontal ou un arbre vertical en fonction de leurs critères de conception. La conception horizontale est plus commune car elle produit plus de puissance par rapport à une verticale.

Éolienne à axe horizontal

Nous appelons les éoliennes qui ont horizontalarbre comme des éoliennes à axe horizontal ou en abrégé HAWT. Dans HAWT, le rotor de la turbine couple le générateur électrique et ce groupe-alternateur est placé au sommet de la tour à turbine. Un capteur de vent avec servomoteur maintient l'axe de la turbine sur la trajectoire du vent. Bien que dans une petite turbine, une girouette fait l'affaire. Les turbines ont généralement une boîte de vitesses entre l'arbre de la turbine et l'arbre de la génératrice. Les fonctions de cette boîte à engrenages consistent à assurer un couplage mécanique entre ces deux arbres et à augmenter la vitesse de rotation lente des aubes de la turbine jusqu'à une vitesse de rotation élevée du générateur.

Éolienne à axe horizontal

Une centrale éolienne utilisetrois éoliennes à axe horizontal (HAWT). La conception à trois pales est plus stable mécaniquement et peut avoir moins d’ondulation de couple. La longueur de la pale peut aller de 20 m à 80 m et être généralement de couleur blanche brillante afin que tout aéronef puisse voir confortablement. Une turbine dont la pale a une longueur de 80 m peut atteindre 8 MW. La hauteur de la grande turbine commerciale peut aller de 70 à 120 m et jusqu’à 160 mètres à l’extrême. Les systèmes d’éoliennes modernes utilisent des poteaux de soutien tubulaires en acier. Le régime d'une grande éolienne peut aller de 10 à 22. De telles grandes pales d'éolienne ne peuvent atteindre une vitesse de rotation supérieure à celle. Comme nous l'avons dit précédemment, nous utilisons un mécanisme d'engrenage (boîte de vitesses) pour accélérer cette vitesse lente jusqu'à la vitesse élevée requise du générateur.

Bien qu’il existe certains modèles dans lesquelsL'arbre du rotor de la turbine couple directement le générateur. Comme la vitesse de rotation d'une éolienne varie en fonction de la variation de la pression du vent, les éoliennes modernes utilisent des convertisseurs à semi-conducteurs pour convertir l'énergie électrique générée en un niveau de tension et à une fréquence requises pour alimenter les réseaux électriques. Personne ne peut contrôler la pression du vent sur les pales par quelque moyen que ce soit, cela dépend entièrement de la nature. Les concepteurs fournissent à toutes les grandes éoliennes un système de protection qui aligne les bords des aubes en fonction de la vitesse du vent, de manière à éviter toute rupture des pales lors de fortes pressions du vent. Nous appelons cette technique la mise en drapeau.

Éolienne à axe vertical

Il existe un autre type d’éolienne qui utilisearbre rotatif aligné verticalement. Nous appelons cette turbine les éoliennes à axe vertical ou VAWT. Comme il a l’axe vertical, il n’a pas besoin de s’aligner lui-même avec le vent et il est donc préférable d’utiliser ces éoliennes lorsque la direction du vent varie de manière significative. Nous pouvons installer cette turbine même sur le toit car sa hauteur est bien inférieure à celle de HAWT. Un autre avantage non négligeable est que l’arbre étant vertical, nous pouvons l’étendre jusqu’au niveau inférieur, ce qui permet de coupler un générateur à l’arbre vertical à l’aide d’une boîte de vitesses au sol, ce qui facilite la maintenance.

Éoliennes à axe vertical

Malgré de nombreux avantages par rapport à HAWT, nous n’utilisons pas VAWT pour la production d’énergie en bloc, car la puissance de sortie est nettement inférieure dans VAWT par rapport à HAWT.

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