Éolienne classique
à axe horizontal à hélices
Une éolienne à hélices permet de produire de l'électricité grâce aux éléments suivants qui la composent:
- le mât qui permet de placer l'éolienne à une hauteur où la vitesse du vent est plus élevée et plus constante qu'au sol;
- une hélice, montée sur l'axe du rotor de l'alternateur et composée généralement de trois pales;
- une nacelle montée au sommet du mât et abritant les composants électriques, pneumatiques et électroniques travaillant à la conversion du mouvement de rotation du rotor en énergie électrique selon le principe de la dynamo ou de l'alternateur;
- une cabine de dispersion à la base de l'éolienne et permettant de se connecter au réseau d'électricité existant, afin de pouvoir y injecter l'énergie produite et non consommée directement.
- La puissance unitaire des éoliennes a considérablement évolué depuis les débuts de l’énergie éolienne :
| Année | Puissance d'une éolienne |
|---|---|
| en 1990 | 200 kW (0,2 MW) |
| en 1995 | 500 kW (0,5 MW) |
| en 2000 | 1 MW |
| en 2005 | 1,5 à 2 MW |
| en mer en 2008 | jusqu’à 3 MW |
| en mer en 2010 | plus de 5 MW |
Le rendement et le choix de l'emplacement
L'efficacité d'une éolienne dépend grandement de son emplacement. En effet, la puissance fournie augmente avec le cube de la vitesse moyenne du vent. Un site avec des vents d'environ 30 km/h est 8 fois meilleur qu'un autre où les vents n'atteindront que 15 km/h. En règle générale, les éoliennes sont utilisables là où le vent a une vitesse supérieure à 19 km/h. Pour des raisons de sécurité, lorsque le vent dépasse 90Km/h. l'éolienne est mise à l'arrêt.
On recherche habituellement les sites propices à l'installation d'éoliennes en observant les arbres et la végétation. Le site est intéressant s'ils sont constamment courbés par les vents. Une autre façon de procéder est d'utiliser une carte de la vitesse des vents, ou des données accumulées par une station météorologique proche. Ces méthodes sont tout de même moins fiables.
Le rendement varie aussi selon la constance de la vitesse et de la direction du vent. Le taux de charge mesure le rapport entre la production réélle et la production maximale (vent maximal et constant). Il varie suivant l'emplacement et serait entre 20% et 30%.
Compte tenu du nombre et de l'éloignement des éoliennes, la production est relativement constante. On appelle cela le foisonnement éolien.
- Deux gisements totalement décorrelés sont présent en France : un en Manche, et un sur le pourtour méditerranéen. De plus, à l'intérieur de la zone nord, plusieurs gisements de vents sont quasiment décorrélés : un dans le nord et en Picardie, l'autre en Bretagne. Cela signifie que lorsqu'il n'y a pas de vent dans le nord, il y en a dans le sud ce qui permet une grande régularité de la production. Cette situation est quasi unique en Europe, ce qui fait de la France un des pays les mieux adapté à la production éolienne.
- On peut stocker l'énergie produite quand il y a du vent pour la réutiliser quand il n'y a pas de vent. Au niveau national, cela est utilisé quotidiennement grâce aux stations de pompage-turbinage, qui pompent de l'eau en période creuse (nuit, période de vent, etc.), pour produire de l'électricité en période de pointe de consommation, ou en période sans vent.
