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Louis Martin Manuella Bezerra 2nde Lénergie éolienne.

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1 Louis Martin Manuella Bezerra 2nde Lénergie éolienne

2 Sommaire - Introduction I- Méchanisation de lénergie 1) Fonctionnement de léolienne 2) Composition de léolienne 3) Types déoliennes II- Distribution de lénergie 1) Distribution du grand éolien 2) Fabrication de léolienne a) Conditions pour la production de lénergie b) Rentabilité et coûts 3) Atouts et inconvéniants 4) Lénergie éolienne utilisée autrepart - Conclusion -Glossaire -Bibliographie

3 Introduction Lénergie éolienne est lénergie produite par le vent. Léolienne est une machine qui transforme laction du vent dans ses hélices en électricité. Cette énergie est de plus en plus envisagée pour les besoins des particuliers, et elle peut être utilisée mécanique (moulin à vent, pompage deau et véhicules tel que des navires et mongolfières) ou électriquement (aérogénérateur aussi appelé éolienne). En 1887 laméricain Charles F. Brush fabrique la première éolienne automatique de 12 kW de puissance. Pendant le XXe siècle lénergie éolienne sest développée et devient commune dans le monde entier, étant une nouvelle énergie renovelable et de moins en moins coûteuse grâce aux avancées de la technologie. Journal américain datant de 1887, il annonce linvention de la première éolienne Photographie de léolienne de Brush. Elle avait une puissance de 12 kW et était suffisante pour alimenter énergiquement sa maison.

4 I- Méchanistion de lénergie 1) Fonctionnement de léolienne Le but dune éolienne est très simple, il sagit de transformer lénergie cinétique produite par le vent en énergie mécanique dans le but de produire de lélectricité. Schémas densemble dune éolienneSchéma de lintérieur dune éolienne

5 2) Composition de léolienne -Les pales, le moyeu et le rotor : captent lénergie produite par le vent et la transforme en énergie mécanique de rotation. -Le frein : Permet à léolienne de fonctionner en cas de vitesses des vents trop importante maximum de 90 KM/H soit environ 30 tours/minute qui pourrait lendommager ou la rendre incontrôlable en réduisant la vitesse de rotation du premier rotor. -Le multiplicateur : Augmente la vitesse de rotation dun second rotor 30 tours/minute maximum avec un système dengrenages au delà de 1000 tours/minute pour la génératrice électrique. -La génératrice : Transforme lénergie mécanique de rotation du second rotor en énergie électrique à la manière dune dynamo de vélo. -Le système de régulation électrique : Ralenti le rotor du générateur en cas de surrégime. Le système dorientation : Place la nacelle et donc les pales face au vent. Le mat : Place léolienne a une certaine distance du sol, selon la configuration du terrain et les vents de ce lieux. Armoire de couplage au réseau électrique : Rend compatible lénergie produite avec celle du réseau ce qui consiste à transformer la tension qui est aux alentours de 690 V à une grande tension et la réinjecte dans celui-ci. Face au vent, les pales sont mobiles. La vitesse des pales est augmentée par le multiplicateur. Le générateur reprend le principe de la dynamo en transformant l'énergie de la rotation produit par le vent en électricité. L'orientation de léolienne, guidée par 4 moteurs, est guidée par la girouette alors que les anémomètres mesurent la vitesse du vent. Le courant produit est transmis dans un convertisseur qui adapte l'énergie produite par l'éolienne à celle du réseau électrique. Le courant est transformé en électricité haute tension dans le transformateur avant d'être envoyée. Comment fonctionne une éolienne?

6 3) Types déoliennes Éolienne on-shore populaire à trois pales en axe horizontal, aussi appellée aérogénérateur Éolienne off-shore daxe horizontal Éolienne type Savonius, daxe vertical Éolienne hélicoïdale, daxe vertical Éolienne à voilure tournante, daxe vertical Éolienne à pompage deau, daxe horizontalÉolienne hélicoïdale Windside, daxe vertical Éolienne type Darrieus, daxe vertical

7 II- Distribution de lénergie 1) Distribution du gran éolien Schéma de la distribution de lénergie éolienne. Lénergie cinétique se transforme en énergie méchanique, puis elle est distribuée par le générateur en énergie électrique. Elle peut être ensuite stokée, convertie à 220/230 volts pour le consommateur ou envoyée au réseau EDF qui distribue lénergie au reste de la France.

8 2) Fabrication de léolienne a) Conditions pour la production dénergie Lénergie éolienne dépend de: -La vitesse du vent, sa régularité, fréquence et direction. Pour quelle fournisse de lénergie il faut un vent dune vitesse minimale de 14,5 km/h. Une trop grande vitesse du vent peut aussi endommager léolienne (90 km/h) dans ces cas les pales freinent -La densité de lair (qui change avec laltitude) -Une grande puissance de léolienne -La taille de léolienne, dont la surface balayée par ses pales b) Rentabilité et coûts La construction d'une éolienne coûte 1 million d'euros par mégawatt installé, plus léolienne est puissante, plus elle est chère. L'électricité produite par les éoliennes est vendue à 0,073 Euros/kWh au début, puis 0,032 Euros/kWh ensuite. Ce surcoût devrait disparaître d'ici quelques années, avec la plus grande rentabilité de léolienne. L'électricité est d'abord envoyée dans le réseau électrique, puis à un consommateur. Léolienne off-shore est plus rentable mais plus chère à installer puisquelle nécessite de résistance aux vagues, à la corrosion, cables sous- marins liés aux réseaux électriques. Schéma dun parc éolien off-shore

9 Quelques chiffres... Il suffirait de éoliennes off-shore pour produire 15 % de la totalité de l'électricité consommée par la France. La puissance électrique produite en France grace aux énergies renouvelables (en MW): - Panneaux solaires : 106 MW - Éoliennes : 3400 MW - Barrages Hydrauliques : MW La production d'électricité éolienne était de 11,0 millions de MWh (11,9 TWh) et 2,5% de la consommation électrique France en Il y a environ éoliennes installées en France. Graphique de la puissance moyenne des éoliennes installées et de la population alimentée en électricité selon les années (de 1999 à 2011) Daprès ce graphique on voit que depuis le début de la répansion de léolienne grace aux nouvelles technologies le rendement augmente. Une éolienne alimentait 100 habitants en 1999 alors quen 2011, avec une puissance de 2,5 MW elle peut alimenter 2600 habitants. De plus, le mouvement de léolienne dévie le vent avant quil atteigne la zone balayée par les pales. Il pourra donc récupérer maximum 59% de la vraie énergie du vent. Il est placé à des endroits où le vent a une vitesse optimale, comme dans les zones maritimes, montages, cols de montagnes, vallées.

10 3) Atouts et inconvéniants Atouts: - Cest une énergie renouvelable envisageable - Elle nutilise pas deau douce - Elle nutilise pas de carburant ni de gaz à effet de serre daucun type - Elle ne nécessite pas de pesticides, ninduit pas de pollution - Elle ne produit pas de déchets toxiques ou radioactifs car elle est faite principalement de plastique et de métal - Elle est facilement démontable et ses matériaux sont réutilisables apres son temps dutilisation, qui est de 20 ans. Inconvéniants: - Le vent nest exploitable que 20% du temps en moyenne, et seul 59% de cette énergie sera effectivement transformée en électricité. - La vitesse du vent doit être exclusivement entre 14,5 km/h et 90 km/h pour quil soit rentable. -Elle dépend du paysage, de la météo et de lenvironnement. - Les parcs éoliens peuvent faire des taches dans le paysage naturel et une dégradation visuelle, et leur base en béton reste après le démontage de léolienne. - Par vent faible le vrombissement de léolienne (cest à dire les vibrations sonores) est un polluant sonore, donc ne permet pas les habitations à moins de 250 m. - Lénergie éolienne ne fournit pas à elle seule la totalité de la production puisque le vent est une ressource aléatoire qui ne peut pas être ni controlée ni prévue. Elle doit être envisagée avec dautres énergies renouvelables pour remplir les besoins dune population. - Impact de lécosytème par le bruit des éoliennes et des interférences des générateurs. Parc éolien de Tehachapi Pass, au sud de la californie. Cest un exemple de dégradation du paysage puisque un nombre trop grand déoliennes ont été installées.

11 4) Lénergie éolienne utilisée autrepart - En 2009, les Néerlandais ont réalisé une éolienne dont l'énergie est utilisée pour condenser la vapeur d'eau présente dans l'air ambiant. Le premier modèle a condensé 500 litres d'eau douce en 24 heures. - En 2010, l'institut allemand Fraunhofe a réussi à mettre au point un processus de production de méthane à partir de la production en excès des éoliennes. L'électricité est utilisée pour faire une électrolyse d'eau, produisant de l'oxygène (rejeté) et de l'hydrogène. Cet hydrogène est recombiné à du CO2 pour produire du méthane, qui est réutilisé dans le circuit de distribution public de gaz naturel. On peut donc toujours utiliser toute la production de léolienne avec ce processus.

12 Conclusion Daprès lallemand Hermann Scheer, les énergies renouvelables, en 2050, couvriront 100% de nos besoins. Cependant lagence internationale de lénergie (AIE) considère quen 2030 la part des énergies renouvelables sera strictement identique à celle daujourdhui, cest à dire seulement 15%. Une seule éolienne de 2 MW suffit à fournir l'électricité nécessaire à 2000 personnes, chauffage compris. Or la planète a besoin de freiner sa consommation dénergie pour que les énergies prennent place effectivement. De plus, elle dépend aussi du prix du pétrole. Plus il sera élevé, plus les énergies renouvelables se développeront et se répandront. Avant 2100, 80% de nos besoins seront couverts grâce aux énergies renouvelables et principalement à lénergie photovoltaïque. Elle serait en accord avec lénergie du soleil car on peut produire de l'électricité grâce aux éoliennes lorsqu'il y a du vent et grâce aux panneaux solaires lorsque le soleil brille. En général, le vent souffle quand il n'y a pas de soleil et vice-versa. Le développement rapide des industries éoliennes devrait diminuer le nombre déoliennes, car chacun delles auront une plus grande puissance. Cest donc une énergie propre, durable et renouvelable mais intermittente, peu rentable et son installation très coûteuse.

13 Glossaire: - Aérogénérateur: Appareil produisant du courant électrique à partir de l'énergie du vent. Cest un synonyme déolienne. - Pale: une des branches dune éolienne qui tourne selon le vent. - MW: Milions de watts ou mégawatts. Cest lunité de la puissance électrique transférée par unité de temps. - Électrolyse: Dissociation de certaines substances chimiques par le passage d'un courant électrique. - Parc éolien: Regroupement déoliennes produisant de lélectricité. On retrouve les parcs éoliens dans des régions où les vents sont réguliers et dominants. Bibliographie Sites visités: Images: http://eolienne.feltol.free.fr/eolp1.html Documents exploités: - -Sciences et Vie Junior série 64 -TDC lénergie éolienne p32, 33, 34


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