Qu’est-ce qu’un système éolien ?
Les systèmes éoliens désignent tous les équipements qui convertissent la force du vent en énergie de rotation pour les éoliennes, qui est à son tour convertie en énergie électrique.
Le type d’éolienne le plus répandu est l’éolienne à hélice à trois pales, mais les éoliennes de type Darius à pales incurvées verticalement sont également progressivement utilisées en raison de leur supériorité en termes de coût et d’emplacement.
Comme elles n’émettent pas de CO2 lors de la production d’électricité et qu’elles sont supérieures en termes d’analyse du cycle de vie aux équipements de production d’énergie photovoltaïque, qui est également une source d’énergie naturelle, elles sont présentées comme la prochaine génération d’équipements de production d’énergie.
Utilisations des systèmes éoliens
Les systèmes éoliens étaient autrefois utilisés pour compléter l’approvisionnement en énergie des îles éloignées, mais ces dernières années, ils sont devenus la source d’environ la moitié de l’énergie renouvelable mondiale, principalement en Europe, aux États-Unis et en Chine.
Ces dernières années, pour compenser l’instabilité désavantageuse de leur production, des méthodes de production d’électricité les associant à des batteries de stockage et à d’autres sources d’énergie renouvelables ont été envisagées.
Les générateurs d’énergie solaire sont privilégiés au Japon, car leur installation est limitée aux endroits où les fluctuations saisonnières du vent sont faibles et où de grandes surfaces de terrain et de routes sont disponibles.
Principe des systèmes éoliens
Dans les systèmes éoliens à hélice, le vent, qui est la source d’énergie, est reçu par les pales situées à l’extrémité de l’hélice, qui le convertissent en énergie de rotation.
La vitesse de rotation de base de l’hélice dépend du nombre de pales de l’éolienne ; moins il y a de pales, plus la vitesse de rotation est élevée. Le système à trois pales est le plus courant car il offre un bon équilibre entre vitesse et stabilité.
Afin de stabiliser le nombre de tours, un mécanisme de pas variable est installé à l’extrémité pour modifier l’angle des pales en fonction de la puissance du vent, et un dispositif de suivi est installé au niveau de la connexion entre la tour et l’hélice pour modifier la direction de l’extrémité en fonction de la direction du vent. Un mécanisme de freinage est également prévu pour arrêter le rotor si la vitesse du vent dépasse la limite supérieure, par exemple en cas de typhon, afin de protéger l’équipement contre les dommages.
La rotation de l’hélice est reliée au générateur, soit en l’état, soit par l’intermédiaire d’un dispositif d’augmentation de la vitesse qui augmente la vitesse jusqu’à une vitesse adaptée à la production d’énergie, et l’énergie générée par le générateur est convertie en une fréquence et une tension adaptées à la transmission par l’intermédiaire d’un onduleur et d’un transformateur avant d’être connectée au réseau électrique.