L’énergie éolienne c'est l'énergie du vent, mais d'ou vient le vent?

• L'énergie éolienne utilise le déplacement des masses d'air autour de la planète et les effets thermiques géographiques locaux pour entraîner des générateurs ou machines diverses. Ce déplacement d'air, le vent est le produit des différences de températures. La différence de température modifie la densité de l'air .l'air chaud plus léger a tendance a monter lorsqu'il rencontre de l'air froid. La source de chaleur provoquant la montée de l'air est la croûte terrestre réchauffée par le rayonnement solaire, mais aussi par les phénomènes présent au centre de la terre.
• Le rayonnement solaire étant le fruit de réactions nucléaires et la chaleur du magma terrestre étant lui aussi le résultat de réaction nucléaires ....L'énergie éolienne est donc une source d'énergie Nucléaire!! Qui a tout de même l' immense avantage de gérer ses déchets et de fonctionner depuis suffisamment longtemps pour être évaluée avec le recul suffisant pour ne pas générer trop de surprises. Le problème de l'énergie est complexe et la solution parfaite qui mettra tout le monde d' accord reste à découvrir.

En attendant L'énergie éolienne semble être une voie porteuse que nous devons maîtriser pour augmenter notre indépendance énergétique.

série de cartes de vents interactives autour du monde intégrée au logiciel héliciel

 

L'énergie éolienne transformée en électricité:

Nous avons vu dans l' histoire de l'hélice que la domestication de l'énergie éolienne est apparue depuis longtemps..Mais aujourd'hui l'énergie a pris une forme universelle, l' électricité. Universelle mais pas parfaite .L'énergie électrique est la plus pratique sous bien des angles mais comporte des défauts:

• la production d' électricité par générateurs mécanique comme les alternateurs ou génératrice nous fait perdre une partie de l'énergie captée. Les rendement de la transformation énergie mécanique/énergie électrique sont de 0.8 à 0.9 maximum. Nous perdons donc ici 1/10 de l'énergie captée
• La re transformation en énergie mécanique a un rendement entre 0.7 et 0.9 si il est correctement utilisé. Dans l' industrie, le mauvais dimensionnement des moteurs, les mauvaises lubrification ou tensions de courroie, l' absence de variateur de vitesses au démarrage provoquent des pertes importantes...et font que les économies d' investissement du départ se transforment en gouffre énergétique.

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(extrait du rapport de consommation des moteurs dans l' industrie)

• le transport de l' électricité provoque des pertes de ligne. rendement :(0.9)
• le stockage de l' électricité est cher et mal maîtrisé les batteries on des rendement de 0.7_0.8
• les transformateurs créent aussi une perte rendement :0.85 à 0.98
• si on a besoin de redresseur rendement :0.9 à 0.98
• un éventuel réducteur dans la chaîne de transformation rendement : 0.7 à 0.98
• Le rendement de l'hélice éolienne qui peut varier de 0.2 a 0.85 de la limite de betz dans le meilleur des cas.

Beaucoup de progrès restent donc a faire, les inventeurs et chercheurs qui gagnerons quelques dixièmes de point de rendement sur une partie quelconque de la chaîne pourrons faire économiser des fortunes en énergie aux usines, particuliers et aux états. Le secteur de l'énergie conserve donc un potentiel de création de richesse infini! A tous les niveaux que ce soit la nouvelle gamme de roulement a faible coefficient de frottement, le ventilateur des PC ou le ventilateur de la climatisation, les produits offrant des meilleurs rendement sont maintenant choisis en priorité.

Quantité d'énergie éolienne produite:

Construire une éolienne pour le plaisir de capter l'énergie du vent c'est poétique mais c'est rarement le but final du constructeur. L' investissement devra être rentabilisé par une production d'énergie dont la valeur devra être supérieure a l' investissement.

Quels sont les facteurs de la puissance de l’éolienne et donc de l'énergie éolienne produite?

• La vitesse et la puissance du vent. La puissance de l'éolienne est proportionnelle au cube de la vitesse du vent. Pour un site donné, c'est une composante que nous ne pouvons pas contrôler, elle est fixée par l'environnement. La densité de l'air et l'altitude joue un rôle non négligeable. Le vent n'est pas un flux d'énergie régulier et la variation de vitesse dans le temps implique que la puissance moyenne qui sera délivrée par l'éolienne ne peut être calculée de manière simple. La page vitesse de référence et puissance du vent approfondit ce concept.
• La surface captée. La puissance de l'éolienne est proportionnelle à la surface captée. L'énergie éolienne est une transformation de l'énergie cinétique du vent.

P= 0.5 X masse volumique X S X (Vitesse)³

Plus l'hélice sera grande plus la masse d'air captée sera importante. La taille de l'hélice est fixée par l'investissement.

• La puissance captable: Nous ne pourrons capter que 60% de l'énergie du vent! Une contrainte est indissociable du prélèvement de l'énergie cinétique par une hélice plongée dans un courant (non forcé) de fluide : Prendre de l'énergie de vitesse implique que l'on ralentit la masse d'air. Si on prend toute l'énergie de vitesse de la masse d'air, cette masse d'air sera arrêtée. Pour laisser une nouvelle masse d'air passer au travers de l'hélice, il faudra pousser celle qui est arrêtée. Ceci consommera de énergéticiennes ne pourrons donc pas prendre toute l'énergie cinétique de la masse d'air car nous boucherions notre hélice et l'air préférera passer autour que a travers notre éolienne. Ce phénomène à été quantifié et calculé par l' étude de la variation de quantité de mouvement, et plus précisément formulé par la théorie de froude et la limite de Betz.
• Les rendements des systèmes de conversion de l'énergie:Les rendements de tous les maillons de la chaine de transformation de l'énergie éolienne sont à soigner mais Le rendement de notre hélice peut passer nous l' avons vu plus haut de 0.2 à 0.85...de la limite de Betz. Nous voyons donc que la qualité aérodynamique des pales de l'éolienne est a prendre au sérieux, car c'est un facteur de puissance qui ne dépend que de notre savoir faire et de notre connaissance de la technique des hélices d ' éoliennes .

Pour calculer l'énergie su site des précautions sont a prendre la page vitesse de référence et puissance du vent approfondit ce concept.

Résumé:

1. La quantité d’énergie éolienne captable sera donc au final de 60% de l'énergie du site
2. La transformation de l'énergie captée ne nous laissera que 30 à 50 % de l'énergie captable

En définitive on arrive a récupérer entre 14 et 36 % de l'énergie éolienne suivant la taille de l' éolienne. Voici un tableau des rendements d 'énergie éolienne de quelques éoliennes.

Pour calculer l'énergie su site des précautions sont a prendre la page vitesse de référence et puissance du vent approfondit ce concept.

Conclusion:

<<<entre 14 et 36 % de l'énergie>>>>Le rendement de captage de l’énergie éolienne est catastrophique, lamentable, dérisoire, médiocre....On se calme, il faut relativiser: l'énergie éolienne est gratuite! Apres avoir remboursé l'investissement et payé la maintenance c'est tout bénéfice et c'est propre. Les nuisances si elles ne sont pas à négliger (bruit de proximité, esthétique, perturbation des oiseaux) sont plus facilement gérables que les déchets radioactifs, les emissions de CO2 ou l’inondation des vallées. Alors construisez des éoliennes, fabriquez votre énergie et soyez de ceux qui ont ce sourire énigmatique lorsque qu'ils sentent que le vent se lève. Exploitez l'énergie du vent!

références bibliographique.