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Comment fonctionne une éolienne


Comment fonctionne une éolienne: nous expliquons comment une éolienne fonctionne pour la production d'électricité à partir du vent. Avantages et inconvénients des éoliennes.

L 'l'énergie éolienne a ses racines dans l'antiquité. Dès 3000 avant JC, les navigateurs utilisaient l'énergie du vent pour transporter leurs bateaux pleins de voiles qui se dépliaient au vent.

Dans l'ancienne Babylone, en 2000 avant JC, les premiers moulins à vent sont nés, utilisés pour moudre le grain pour la production de farines.

Aujourd'hui lel'énergie éolienne, est exploitée pour produire de l'électricité grâce à la soi-disantéoliennes; maiscomment fonctionne une éolienne? Le mécanisme de opération d'un éolienne il est très simple à comprendre, surtout parce qu'il est étroitement lié à la structure du Pala éolien.

Comment est fabriquée une éolienne

L'éolienne se compose d'un pelle rotative qui représente la "voile du système", les pales agissent comme une barrière qui s'oppose au vent de sorte que la puissance du vent obligera les pales à tourner avec la genèse de énergie cinétique (énergie dictée par le mouvement des lames).

Les éoliennes sont reliées à un rotor, à son tour relié à la soi-disant "Arbre", Le rotor transfère leénergie mécanique (énergie de rotation) à l'arbre qui l'envoie à générateur électrique qui est positionné sur l'autre extrémité de l'arbre.

Un générateur est un appareil qui utilise les propriétés de induction électromagnétique pour produire une tension électrique (une différence de charge électrique).

Pour mieux comprendre, il est possible de comparer la «tension électrique» à la «pression», ou une force qui déplace l'électricité d'un point à un autre. Le générateur se compose d'aimants et d'un conducteur (un fil enroulé). Lorsque vous avez un conducteur entouré d'aimants et qu'il y a une partie qui tient un mouvement rotatif par rapport aux autres, il y a la genèse d'une certaine tension dans le conducteur.

En d'autres termes, lorsque le vent fait tourner les pales du rotor, le rotor fait tourner l'arbre, l'arbre à son tour fait tourner une structure des aimants transférant à nouveau de l'énergie, à ce stade, une tension sera générée dans la bobine de fil (dans le conducteur ) qui produira énergie électrique.

Dans une éolienne, nous pouvons mettre en évidence un grand nombre de composants, les principaux sont:

  • Vaisseau spatial
    il constitue le cœur battant de la machine, en fait il rassemble le générateur, les boîtes de vitesses, les freins, les actionneurs de commande de pas et de commande de lacet.
  • Rotor
    il se compose du groupe de pales rotatives, du moyeu, de l'arbre et du mécanisme de commande de pas
  • Tour de soutien
    joue un rôle structurel évident en soutenant la machine. Il a pour mission d'absorber les vibrations générées par le mouvement des lames.
  • Systèmes de mesure
    ils peuvent être plus ou moins au premier plan. Ils détectent la direction du vent, ont des anémomètres et plus encore. Ils sont montés sur l'extrémité supérieure de la nacelle. Sur la partie la plus élevée de l'ensembleéolienne. Les leursopérationsert à configurer correctement l'ensemble de la machine en fonction de l'intensité et de la direction du vent.
  • Systèmes de contrôle
    surveiller le bon opération de la machine et agir en cas de panne pour sécuriser l'ensemble de la structure duéolienne.
  • Systèmes accessoires
    chaque développeur a ses propres mécanismes optionnels. Ils permettent généralement d'optimiser l'utilisation deéolienneavec systèmes de contrôle à distance (télécommande et gestion de la machine), maintenance automatique, palans pour ascenseurs pour permettre l'accès au personnel ...

Du vent à l'électricité, voici comment

Essentiellement le générateur se transforme l'énergie de rotation en énergie électrique au moyen d'un jeu de transfert d'énergie d'une structure à une autre (du vent aux pales -> rotor -> arbre -> générateur). Ceci vient d'être décrit est le mécanisme de fonctionnement lié aux structures les plus simples du éoliennes, le progrès a donné naissance éoliennes plus complexe mais tout peut être retracé dans le schéma de transfert d'énergie cela va du vent aux pales jusqu'au générateur.

Énergie éolienne, recherche

Les composants décrits ci-dessus sont les bases qui composent une éolienne. Il est important de souligner que le secteur éolien est en développement continu. Les connaissances aérodynamiques les plus avancées, la recherche de nouveaux matériaux, l'introduction de systèmes de contrôle plus sophistiqués ...éoliennesdéveloppé il y a seulement quelques années. Les machines conçues ces derniers temps ont des rotors qui peuvent même dépasser 100 mètres de diamètre!

Comment fonctionne une éolienne

Comme expliqué ci-dessus, le principe deopérationà la base d'unéolienneestapparemment simple: la force du vent met en mouvement une série de pales reliées à un pivot central (moyeu ou rotor). Le vent, soufflant, fait tourner les pales ce qui déclenche un mouvement de rotation autour de l'axe du pivot. Différents dispositifs sont reliés au moyeu (freins, multiplicateurs ...) qui transmettent le mouvement généré par les pales en rotation au générateur électrique situé à la base de l'arbre.

Au cœur du fonctionnement d'unéolienneil y a sonGénérateur. Le générateur est l'organe électromécanique qui permet de produireélectricitéloin du vent. Au début, les générateurs utilisés pour la production deéoliennesils étaient de type synchrone. Aujourd'hui, seuls des générateurs asynchrones triphasés sont utilisés. Comment fonctionne un générateur d'énergie éolienne? Lagénérateur électriqued'unpales de vent fonctionnecomme tout autre générateur dans une centrale électrique.

Au fur et à mesure que la vitesse du vent augmente, il y a une augmentation progressive de la puissance instantanée délivrée par la machine, jusqu'à ce que le vitesse nominale (vitesse nominale du vent) qui permet à l'éolienne d'atteindre sa puissance maximale (vitesse du vent de coupure). Une fois ce seuil dépassé, l'éolienne active un mécanisme de sécurité pour lequel elle cesse de fonctionner pour éviter de compromettre la machine.

Laéolienne fonctionnecomme tout autre générateur dans une centrale électrique grâce auréducteur de vitesse. Le réducteur de vitesse résout le problème de la communication directe entre le rotor et l'alternateur. Lorsque le vent souffle fort, le nombre de tours du rotor trop élevé déclencherait en permanence un mécanisme de défense du générateur, interrompant la production d'énergie éolienne. Le réducteur de vitesse module la puissance fournie au générateur.

Le développement d'alternateurs avec un nombre élevé de paires de pôles a permis d'affiner leéoliennessans réducteur. Dans ce contexte, le mécanisme de fonctionnement est légèrement différent du fait de l'adoption d'alternateurs ad hoc et de multiplicateurs de vitesse. Il existe encore quelques fabricants d'éoliennes qui ont renoncé à l'adoption de la boîte de vitesses, cependant la recherche et le développement de nouvelles machines semblent aller dans cette direction.


Vidéo: Comment fonctionne une éolienne? (Mai 2021).