L’émergence de puissantes machines dans le secteur de l’éolienne

Le secteur de l’énergie éolienne est caractérisé par l’émergence de machines de plus en plus puissantes capables d’assurer une production de type industriel. Ceci porte entre autres sur l’évolution des caractéristiques des machines. Aujourd’hui, la hauteur moyenne des mâts des installations éoliennes en France a enregistré une augmentation notable. Elle se situe aujourd’hui autour de 90 mètres. On a également constaté une nette augmentation du diamètre des rotors grâce à une meilleure maîtrise des matériaux. Ces évolutions technologiques ont permis l’exploitation d’une plus grande variété de sites selon la géographie de la zone cible. Aujourd’hui, on voit l’apparition de machines très puissantes à visée industrielle. Bon nombre des éoliennes installées en France ont une puissance moyenne de l’ordre de 2,4 MW. Il est aussi courant de voir des modèles de turbines affichant une puissance excédant les 3 MW unitaires.

Les différents types d’éoliennes sur le marché

La typologie des éoliennes a connu une diversification notable ces dernières années en profitant de l’évolution technologique évoquée précédemment. Tout d’abord, on peut séparer les installations éoliennes en deux grandes catégories : les éoliennes onshore et les éoliennes offshores. Elles sont respectivement installées sur la terre ferme et en mer. Ensuite, il existe différents types d’éoliennes en fonction de leurs caractéristiques techniques.

Les éoliennes à axe horizontal

Les éoliennes à axe horizontal sont majoritairement représentées par les installations modernes classiques tripales. Ce modèle a eu le privilège des concepteurs des équipements éoliens en raison de la stabilité de leurs structures. Les éoliennes à axe horizontal existent en une hauteur comprise entre 25 à 180 mètres. Leur puissance se situe entre 100 kW à 5 MW. D’autres modèles d’équipements éoliens existent également sur le marché, à savoir les éoliennes monopales et les éoliennes bipales. Le type d’aérogénérateur à axe horizontal demeure le plus répandu du fait de sa simplicité d’usage et de sa performance.

Les éoliennes à axe vertical

Les éoliennes à axe vertical concurrencent de près les modèles classiques précédemment évoqués. Ces dispositifs sont constitués de demi-cylindres reliés à un axe vertical. Le principe de fonctionnement de ce type d’éolienne est similaire à celui des moulins à vent. Elle exploite la force de traînée du vent pour produire de l’énergie mécanique. Du point de vue technique, les éoliennes à axe vertical sont de conception plus complexe. Néanmoins, elles fournissent une performance plus intéressante dans des zones où le mouvement du vent est parfois capricieux. C’est pourquoi ce type d’éolienne doit être privilégié en ville ou sur le toit d’un immeuble. En réalité, il existe trois catégories d’éoliennes à axe vertical : Savonius, Darrieus et type à voilure tournante.

Les éoliennes domestiques

Les éoliennes domestiques forment une typologie à part entière en raison de leurs nombreuses spécificités. D’abord, la dimension maximale de ces dispositifs excède rarement les 12 mètres avec une puissance comprise entre 100 W et 20 kW. Ces éoliennes existent en deux modèles bien distincts. Ils peuvent être de type '' amont '' ou '' aval ''. Les installations de type amont utilisent des pales très rigides du fait de leur forte exposition au vent. Par contre, les pâles plus fragiles doivent être privilégiées avec les éoliennes de type aval.

Les hydroéoliennes

Toutes les nouvelles idées sont exploitables pour obtenir une meilleure performance en ce qui concerne la production de l’énergie éolienne. On a donc vu l’émergence des hydroéoliennes qui fonctionnent sous l’eau grâce à la force mécanique des courants marins. Les aérogénérateurs marins ont l’avantage de produire de l’électricité verte de manière stable. Ils peuvent satisfaire des besoins en énergie d’une communauté ou être raccordés au réseau électrique. Les hydroéoliennes sont capables de produire une puissance beaucoup plus grande pour une installation de taille réduite.

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Les avantages des éoliennes à axe horizontal et à axe vertical

Les éoliennes à axe horizontal sont très répandues en raison de leurs nombreux avantages. Tout d’abord, ces équipements présentent un rendement élevé avec des coûts de fonctionnement relativement abordables. Ensuite, les éoliennes à axe horizontal se démarquent par leur simplicité pratique. Ces installations sont équipées d’un système permettant de les orienter selon la direction du vent. Il existe moins de contraintes mécaniques si on compare avec les éoliennes à axe vertical. Enfin, les éoliennes à axe horizontal de modèles classiques conviennent parfaitement à une utilisation en milieu rural.
Quant aux éoliennes à axe vertical, l’absence de système d’orientation par rapport à la direction du vent offre un réel avantage pratique. L’installation du dispositif est en outre réalisable sans trop de difficultés. Enfin, il n’existe pas non plus de contraintes liées aux pales, aux roulements et aux axes.

Rôles des turbines dans le fonctionnement des éoliennes

Les installations de captage et de production de l’énergie éolienne sont équipées d’une turbine leur permettant de fonctionnement correctement. Il existe actuellement deux grandes familles de turbines. La distinction se fait surtout à travers l’architecture de la génératrice électrique : génératrice synchrone (25 % du marché) ou génératrice asynchrone (75 % du marché). L’usage préférentiel de la génératrice asynchrone vient du fait qu’elle supporte bien de légères variantes de vitesse du vent. Les machines asynchrones amortissent bien les mouvements violents du vent lors des rafales.
En ce qui concerne la turbine synchrone, un mouvement mécanique direct se crée entre la génératrice et le moyeu de l’éolienne pour produire de l’énergie. L’équipement comporte moins de pièces dédiées à la rotation. Cette situation offre un avantage notable en rendant plus simples l’entretien et la maintenance par la suite.

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