Les EOLIENNES

Introduction La lutte contre la pollution est de plus en plus importante et la recherche d’une énergie saine a aboutie au développement des éoliennes. Leur implantation qui sert à desservir des régions entières ne date que d’une vingtaine d’années. Comment fonctionnent ces « centrales électrique », quels mécanismes transforment le vent en source de courant?

L’éolienne au sein de l’environnement plan Description La nacelle La tour Stockage de l’énergie L’éolienne au sein de l’environnement Les avantages Les inconvénients Question de santé?

La nacelle La nacelle contient les principaux composants d’une éolienne. Photos d’une nacelle, en cours d’entretient.

Schéma d’une nacelle (modèle NORDEX 1000) 8- système de commande 1- pale. 5- frein à disque 3-arbre de transmission ( lent). 2- moyeu. 6- arbre rapide 9- système d’orientation. 1&2- le rotor. 4- multiplicateur. 7- génératrice. 10- tour.

Les pales Elles transfèrent la puissance du vent au moyeu du rotor. Dimensions et tailles: jusqu’à 40m de longs et plus de 2,5 mètres de large. Matériaux: fibre de verre.

Le moyeu Le moyeu est une pièce en acier moulé. Il supporte les pales et relie le rotor à la nacelle. Il fait varier l’angle d’attaque des pales simultanément. Moyeu lors de son assemblage avec l’arbre.

Le rotor Le rotor est constitué de 1 à 3 pales et est relié à la nacelle par son moyeu. Il transforme l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique. Il fonctionne de la même manière qu’une hélice d’avion mais avec un sens de rotation inversé. Rotor et ses 3 pales

Arbre de transmission Il peut avoir 1 ou 2 arbres dans une nacelle. ~1er arbre: il transmet l’effort fourni par le rotor au multiplicateur et tourne à environ 20 tours/minute. ~2éme arbre: il entraîne la génératrice à 2000 tours/minute et est muni d’un frein à disque actionné en cas d’urgence Multiplicateur.

Arbre lent Arbre rapide La génératrice

Une Génératrice en action. La génératrice La génératrice est un alternateur qui transforme l’énergie mécanique en énergie électrique. La rotation du rotor induit un champs électromagnétique qui entraîne la création du courant dans le stator de la génératrice. Sa puissance maximale délivre jusqu’à 2500 kW. Une Génératrice en action.

Système d’orientation de la nacelle: Les grandes éoliennes utilisent des moteurs électriques ou hydrauliques pour faire pivoter la nacelle face au vent. Une girouette, qui détermine l’orientation du vent, va déclencher les moteurs. Girouette d’une moyenne éolienne.

Orientation des pales Deux solutions sont encore en concurrence :l’éolienne à rotor face au vent et l’éolienne à hélice sous le vent. L’éolienne à rotor face au vent nécessite soit une dérive, soit une orientation actionnée par un servomoteur recevant des informations et commandes de la part d’une girouette. Les systèmes les plus simples sont ceux qui laissent l’hélice sous le vent. Le capteur, placé à l’amont du support, nécessite une gouverne

Système contrôle-commande C’est un dispositif qui surveille l’état et le dispositif d’orientation. En cas de défaillance le système stop l’éolienne et le signal à l’ordinateur de l’opérateur via un modem téléphonique. Armoire de contrôle Le système actionne le frein à disque situé sur l’arbre.

Technicien dans la nacelle de la tour Elle soutient la nacelle et le rotor. Matériaux: en béton massif ou en acier (tubulaire). Dimensions: plus de 80 m de haut et un diamètre supérieur à 10m. Technicien dans la nacelle de la tour Tour en cour de montage.

Stockage l’énergie électrique Stocker l'énergie éolienne sous la forme d'hydrogène : Des expérimentations sont menées pour accumuler l'énergie éolienne en la convertissant en hydrogène stockée sous terre dans de grands réservoirs Le stockage sous forme d'air comprimé Des parcs éoliens seront prochainement couplés avec une centrale de stockage d'air comprimé en Allemagne. Le stockage de l'énergie par remontée de l'eau De l'eau est pompée et remontée vers des barrages hydroélectrique Le stockage de l'énergie avec une batterie géante. L'unité de stockage au sodium soufre pèse 80 tonnes et peut stocker une quantité d'énergie de 7,2 MW/heure. de quoi alimenter 500 foyers pendant 7 heures environ. Cependant, son prix est environ 5,4 millions de dollars.

L’éolienne au sein de l’environnement Les avantages Ne pollue pas Le bruit (par rapport à une centrale électrique) Ne nuit pas à la santé Tourisme: le site de Delabole a attiré plus de 100000 visiteurs Les inconvénients L’impact visuel L’avifaune Le coût

Question de santé? Les aérogénérateurs produisent de l'électricité . sans nuire à la qualité de l'air . sans polluer les eaux et les sols Dans ce domaine, l'effet des parcs éoliens sur la santé humaine est bénéfique. Le bruit est pris en compte dans les projets éoliens . les niveaux de bruit générés par les parcs éoliens sont peu élevés ; . on évite de les implanter à proximité des habitations. Les champs électromagnétiques induits par les éoliennes sont faibles.

Éolienne très futuriste Envie de recharger son portable?

Mais une Terre sans pollution a-t-elle un prix? Conclusion Le fonctionnement des grandes éoliennes reste simple mais demande une attention particulière. La principale qualité de cette source d’énergie c’est qu’elle ne pollue pas. Un parc à éolienne peut alimenter une région entière sans le soutien de centrales électriques. Mais il est parfois moins rentable d’installer des éoliennes qu’une centrale car l’investissement est de plus de 600 000 €. Mais une Terre sans pollution a-t-elle un prix?

Schémas:

Sources http://energie-verte.blogspot.com/2007/01/des-ides-pour-stocker-l-des-eoliennes.html http://www.ademe.fr/particuliers/Fiches/eolienne/rub7.htm http://pagesperso-orange.fr/badkiller.alex/ http://www.windpower.org/fr/tour/wres/index.htm Science et vie junior

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