Les éoliennes sont indépendantes les unes des autres et le vent n'est pas homogène dans un même parc.
En général les grosses éoliennes se tournent de façon à avoir le vent dans le dos ; les petites machines se positionnent face au vent, L'orientation des pales permet de régler l'angle des pales par rapport au vent et donc la surface en contact avec le vent.
Pendant sa période de fonctionnement, une éolienne tourne à différentes vitesses en fonction de la force plus ou moins importante du vent. En un an, elle a produit autant d'électricité que si elle avait tourné 20 à 25 % du temps à capacité maximale. C'est ce qu'on appelle le facteur de charge ou le taux de charge.
La première explication la plus plausible est le fait d'optimiser la capture de la force du vent. On entraîne alors les rotors électriquement pour faciliter le démarrage de l'installation. L'éolienne tourne ainsi pour pouvoir produire rapidement de l'énergie à la première brise.
Comment fonctionne une éolienne ? Toujours face au vent, la nacelle de l'éolienne pivote pour en augmenter l'efficacité. Les pales sont également mobiles pour, en fonction de la puissance du vent, en capter le maximum ou au contraire en réduire la prise. La rotation du rotor est transmis à l'arbre lent dans la nacelle.
L'éolienne, une centrale électrique miniature
Pour démarrer, une éolienne a besoin d'une vitesse de vent minimale, de l'ordre de 10-15 kilomètres/heure. Mais l'éolienne a aussi une limite supérieure : 90 kilomètres/heure, parfois plus sur certains modèles récents.
Actionné par les pâles de l'éolienne, il envoie de l'air comprimé vers une zone de stockage souterraine, une cavité naturelle, un gisement de gaz épuisé ou de simples canalisations. L'air ainsi stocké n'est libéré qu'en cas de besoin vers un générateur, sans que les éoliennes soient forcément en action.
Pourquoi, dans un parc d'éoliennes, il y en a toujours certaines qui sont arrêtées, même si d'autres tournent ? Les éoliennes sont indépendantes les unes des autres et le vent n'est pas homogène dans un même parc.
Il s'avère que durant la nuit, les éoliennes brassent davantage l'atmosphère que pendant la journée, ce qui limite le refroidissement près du sol", rappelle le CNRS dans un communiqué.
2. La production d'électricité Pour pouvoir démarrer, une éolienne nécessite une vitesse de vent minimale d'environ 15 km/h. Pour des questions de sécurité, l'éolienne s'arrête automatiquement de fonctionner lorsque le vent dépasse 90 km/h.
Le moteur de l'éolienne permet de produire de l'électricité à partir de l'énergie du vent. Il est composé d'un rotor et d'un générateur.
Un investissement
Rien que pour les composants, les prix varient énormément : Il faut compter autour de 10 000 € pour une éolienne domestique de 1 kW. Le prix d'une éolienne domestique de 10 kW est d'environ 50 000 €. Les travaux de raccordement au réseau EDF peuvent coûter entre 1 000 € et 3 000 €.
Lorsque les éoliennes ne peuvent pas à être réutilisées, la priorité va au recyclage. Les métaux (acier, cuivre, fonte, aluminium) sont entièrement recyclés, et les matériaux composites sont pris en charge par des filières spécialisées dans le cadre d'une valorisation thermique ou énergétique.
La plupart des éoliennes sont des éoliennes tripales (3 pales orientables) à axe horizontal. Ce choix s'explique essentiellement par un compromis entre le rendement de l'éolienne, ses contraintes de fonctionnement et ses coûts de fabrication.
Un système d'orientation placé en dessous de la nacelle permet de tourner la nacelle dans la bonne direction. Parfois, un aileron est posé à l'arrière pour diriger automatiquement l'éolienne vers le vent, à l'instar d'une girouette. Une armoire de couplage au réseau électrique est installée au pied du mât.
Le principe de fonctionnement de l'énergie éolienne repose sur la transformation de l'énergie cinétique en énergie électrique : le vent fait tourner des pales qui font elles même tourner le générateur 3 de l'éolienne. À son tour le générateur transforme l'énergie mécanique du vent en énergie électrique.
Principaux producteurs. En 2018, La Chine est le premier producteur d'électricité à partir de l'éolien avec 365,8 TWh (plus de 28 % de la production mondiale), les Etats-Unis occupent la deuxième place (303,4 TWh soit 24 %) et l'Allemagne, la troisième place (126 TWh soit 9 %).
Power to gas : le cas de l'éolien
Concrètement, le fonctionnement du power to gas est assez simple : une électrolyse de l'eau est réalisée avec l'électricité excédentaire. Résultat : une production d'hydrogène qu'il faut enrichir de CO2 pour obtenir du méthane de synthèse.
Exemple : quand la vitesse du vent est trop faible, moins de 10 km par heure, les éoliennes ne peuvent pas démarrer. Au contraire, il peut arriver que les éoliennes s'arrêtent automatiquement pour éviter toute détérioration en cas de vents trop violents, quand ils sont supérieurs à 90 km par heure.
Le principe de fonctionnement de l' énergie éolienne est relativement simple: le vent fait tourner des pales qui font elles même tourner le générateur de l'éolienne. A son tour le générateur transforme l'énergie mécanique du vent en énergie électrique de type éolienne.
Caractéristiques d'une éolienne terrestre:
Puissance : entre 1,8 et 3 MW. Diamètre du rotor : entre 80 et 110 m. Hauteur du mât : 80 à 100 m. Hauteur totale : entre 120 et 155 m.
La distance minimale d'éloignement entre un mat éolien et une habitation est de 500 m quelle que soit la taille de la commune, est définie à l'article L. 515-44 du Code de l'environnement.
Les éoliennes produisent une énergie variable dans le temps. C'est notamment le cas de celles à axe de rotation horizontal, qui sont des éoliennes qui ne peuvent exploiter tous les vents : elle s'arrêtent lorsqu'il n'y en a pas assez ou, au contraire, lorsqu'il y en a trop.
Le modèle d'éolienne le plus répandu en France à ce jour est constituée d'un mât de 80 mètres de hauteur et d'un rotor de 80 mètres de diamètre, dont la masse atteint environ 250 tonnes.
Des prototypes tentent donc de convertir l'énergie de ces vents, mais pour l'instant les éoliennes conventionnelles se contentent de mettre leurs pales en drapeau (dans l'alignement du vent) au-delà de 90 km/h. Il y a en effet un risque d'usure prématurée et d'accident dans ce cas.