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Fonctionnement d'une éolienne pour particulier

Une mini éolienne utilise la force du vent pour produire de l’électricité. Concrètement, le vent fait tourner des pales fixées sur une roue, le rotor, qui tourne à l'intérieur d’un système fixe, le stator. L’ensemble « rotor + stator » constitue le générateur, qui convertit l’énergie mécanique du vent en énergie électrique.

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Les composants d’une éolienne miniature

Les principaux éléments d’une mini éolienne sont :

  • Le mât : sa hauteur va définir le captage du vent par l’éolienne. Plus le mât sera haut, plus l’éolienne sera à même de capter des vents importants et forts, car le vent est considérablement ralenti au contact du sol.
  • Les pales : d’une longueur de quelques centimètres à plusieurs mètres, elles tournent autour d’un axe appelé moyeu, vertical ou horizontal. L’ensemble pales + moyeu constitue l’hélice.
  • Le générateur : pièce maîtresse de l’éolienne, il convertit l’énergie mécanique du vent en énergie électrique. Il est composé d’une partie mobile, le rotor, qui tourne à l'intérieur d’une partie fixe, le stator. Les générateurs d’éoliennes sont des alternateurs, c’est-à-dire qu’il produisent du courant alternatif, qui est directement utilisable dans la maison.
  • La nacelle (pour les éoliennes horizontales uniquement) : située en haut du mât, elle contient tous les éléments de l’éolienne : arbre de transmission, générateur et système de contrôle pour l’arrêter automatiquement en cas de vent fort.

Fonctionnement d'une éolienne

Attention, la partie qui suit est un peu technique et concerne les éoliennes à axe horizontal, les plus utilisées.

Le vent fait tourner les pales de l’hélice autour de son moyeu, ou axe de rotation.

La rotation de l’hélice créée une énergie mécanique, qui est ensuite transmise au générateur via un arbre de transmission. Cet arbre de transmission joue le rôle d’une boîte de vitesse, c’est-à-dire que par vent faible, l’engrenage multiplie la vitesse de rotation, et par vent fort, il freine la vitesse de rotation, afin de garder une vitesse constante et d’éviter la destruction de l’éolienne. Cependant les micro éoliennes (moins de 1 kW) n’ont pas besoin d’un tel système : le moyeu et le générateur sont solidaires, et tournent à la même vitesse.

La rotation de l’hélice entraîne la rotation du rotor du générateur à l'intérieur du stator. Ceci crée un courant électrique alternatif, qui peut être utilisé directement dans la maison.

Alternateur et dynamo

Le générateur est un alternateur, c’est-à-dire qu’il produit du courant alternatif (à la différence des générateurs de type dynamo, qui produisent du courant continu). Ce courant est relié au réseau domestique par un câble.

Contrôle et arrêt automatique de l’éolienne

Les éoliennes horizontales sont dotées d’un système de contrôle qui surveille le fonctionnement de l’éolienne, et peut commander l’arrêt de l’éolienne en cas de vent trop fort. Ce système de contrôle est relié à un anémomètre, qui mesure en permanence la vitesse du vent.

En général, une éolienne horizontale démarre à 3 ou 4 m/s, et s’arrête automatiquement à 25m/s, soit 90km/h.

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