La vitesse du vent nécessaire pour générer de l’électricité est d’au moins 12 à 14 kilomètres par heure; pour que les générateurs d’électricité dans une turbine soient capables de produire des niveaux d’énergie bas.
Pour bénéficier de l’énergie éolienne dans le processus de production d’électricité, on peut utiliser des turbines éoliennes équipées de grandes lames, que le vent force à tourner.
Notez que la vitesse minimale de rotation ne doit pas être inférieure à 10 à 20 tours par minute pour être rentable dans la production d’énergie électrique, et la quantité variera selon les données suivantes : (vitesse du vent – zone d’air balayée par les lames – densité ou quantité d’air en mouvement).
Les turbines éoliennes nécessitent que leurs lames soient exposées à une vitesse minimale de vent, « facteur clé dans l’énergie éolienne et principe de fonctionnement de la turbine ».
La vitesse minimale requise pour le vent varie entre 12 et 14 kilomètres/heure; pour permettre à la turbine de tourner et de commencer à générer de l’électricité, tandis que la vitesse maximale pour produire l’énergie électrique complète varie entre 50 et 60 kilomètres/heure.
Principe de Fonctionnement des Turbines Éoliennes
Le principe de fonctionnement des turbines éoliennes est simple, contrairement à un ventilateur qui consomme de l’électricité et la transforme en énergie éolienne; la turbine transformera l’énergie éolienne en électricité prête à l’emploi.
Le vent fait tourner les lames des turbines, semblables à celles d’un ventilateur, autour de l’axe central directement connecté à un générateur, le faisant tourner pour produire de l’électricité. Les vents sont généralement une forme d’énergie solaire.
Le mouvement du vent est généré par (le chauffage inégal du soleil de l’atmosphère – les différences de surface de la terre – la rotation de la terre).
Ainsi, on observe des variations dans les modèles de vent et leurs vitesses sur terre, sur l’eau et dans les collines, et donc des différences dans les façons de les exploiter.
L’énergie éolienne est définie comme le processus qui utilise la force du vent pour créer de l’énergie mécanique, permettant ainsi de générer de l’électricité.
Cependant, le principe de l’énergie éolienne peut se limiter à la production d’énergie mécanique utilisée pour plusieurs tâches telles que le broyage de grains et le pompage de l’eau, tandis que la production d’électricité à partir du vent nécessite un générateur.
Ce que fournissent les turbines éoliennes, où le flux du vent à travers leurs lames et la pression sur leurs côtés les poussent à tourner, entraînant ainsi la rotation du générateur et la création d’électricité.
Types d’Énergie Éolienne
Énergie éolienne au niveau des services publics. Petite énergie éolienne ou distribuée. Énergie éolienne offshore. Depuis l’antiquité, l’homme a exploité l’énergie éolienne et l’a utilisée au service de l’humanité, et elle est devenue au fil du temps une source distincte d’énergie renouvelable, contribuant aujourd’hui à fournir 6.3% des approvisionnements en électricité dans les pays développés. Parmi les types d’énergie éolienne les plus courants, il y a :
Énergie éolienne au niveau des services publics : capable de faire fonctionner des turbines qui génèrent de l’électricité de 100 kilowatts à plusieurs mégawatts, dont le produit est intégré dans le réseau avant d’atteindre l’utilisateur final par les opérateurs d’énergie.
Énergie éolienne offshore : ce sont des énergies qui seront exploitées par des éoliennes marines généralement installées sur des plans d’eau, souvent équipées de matériel plus grand que celui disponible dans les éoliennes terrestres pour augmenter leur efficacité et produire plus d’électricité.
Petite énergie éolienne ou distribuée : ce sont les turbines qui produisent moins de 100 kilowatts; généralement utilisées pour fournir de l’électricité à une maison, une ferme ou une petite entreprise avec peu d’installations, à moins qu’elles ne soient directement connectées au réseau électrique.
Calculs de l’Énergie Éolienne
Les calculs de l’énergie éolienne seront effectués selon l’équation suivante : (Énergie = 1/2 × ρ × A × v³).
Le rendement ou la puissance du vent est mesuré en watts, sachant que « ρ » représente la densité de l’air mesurée en kilogrammes par mètre cube, et « A » représente la surface de coupe du vent mesurée en mètres carrés.
« v » est la vitesse du vent et est mesurée en mètres par seconde, sachant que l’énergie motrice d’une turbine éolienne dépend principalement de la densité de l’air, qui est de 1.2 kilogrammes par mètre cube.
Elle dépend également de la surface balayée par les lames de la turbine et de leur vitesse de rotation sous l’effet du vent, qui variera naturellement contrairement aux autres entrées.
Cependant, il convient de noter que la production des turbines éoliennes dépend de leur vitesse et de leur impact sur les lames de la turbine, sachant que la force du vent ne correspond pas nécessairement à sa vitesse.
Pour déterminer le rendement d’une turbine à une vitesse de vent donnée, il est nécessaire de consulter la courbe de puissance de cette turbine, qui varie entre 0.5 kilowatt à une vitesse de 1 mètre par seconde et 71.7 kilowatts à une vitesse de 25 mètres par seconde.
Production d’une Turbine Éolienne
Une turbine éolienne produit 2 à 3 mégawatts par an, soit l’équivalent de 4 à 6 millions de kilowatts-heures d’électricité par an, suffisant pour alimenter 1500 maisons avec une famille moyenne.
La production d’électricité avec l’aide de l’énergie éolienne n’est pas constante car elle est directement proportionnelle à la vitesse du vent, et plus le vent est fort, plus la production d’électricité sera multipliée par environ huit fois. Cependant, les turbines se ferment d’elles-mêmes si la vitesse dépasse 90 kilomètres par heure pour éviter les dommages potentiels ou la détérioration des parties de la turbine.
Par conséquent, le site des fermes éoliennes est soigneusement sélectionné, après une étude approfondie du niveau du vent, de ses quantités et des avantages escomptés.
