L’humanité connaît l’utilisation de l’énergie éolienne depuis des temps immémoriaux. Il était une fois un inventeur inconnu attachant une voile à un engin flottant disgracieux et, avec son aide, des siècles plus tard, la Terre entière fut explorée par des marins curieux. Aujourd’hui encore, les éoliennes sont utiles aux populations de nombreux pays.

Mais aujourd’hui, utiliser l’éolien, c’est avant tout produire de l’électricité. Essayons de comprendre à quel point c'est simple, bon marché et pratique. Pour ceux qui veulent entendre immédiatement le résultat, la conclusion : l'électricité éolienne ne deviendra jamais moins chère que l'énergie obtenue à partir d'autres sources : centrales thermiques, nucléaires ou hydroélectriques.

Par conséquent, travailler sur des centrales éoliennes pour la maison n'a de sens que pour ceux qui ont hâte d'adapter un générateur prêt à l'emploi qu'ils ont obtenu « par hasard », ou pour les passionnés d'énergie propre qui veulent fanatiquement sauver la planète d'une catastrophe environnementale. Autres raisons d'utiliser l'énergie éolienne lorsqu'elle est alimentée par une source externe réseaux électriques Vous ne pouvez tout simplement pas l'imaginer.

Tout d'abord, quelques informations sur les possibilités d'utilisation de l'énergie éolienne. Lorsque le vent influence les pales de l'éolienne, l'efficacité de l'extraction d'énergie (rendement) ne peut pas dépasser 59 %. Un certain nombre de scientifiques (Lanchester, Betz, Joukovski) ont obtenu cette valeur dans leurs travaux en 1920. Depuis lors, elle est connue sous le nom de « limite de Betz ».

Est-il judicieux de calculer l’efficacité ? générateur de vent, s'il est alimenté par une source gratuite d'énergie illimitée ? Bien sûr ! Connaissant l'efficacité de la conversion, vous pouvez estimer la puissance requise de la centrale électrique, puis combien de poids votre portefeuille perdra après l'avoir achetée.

La puissance maximale qui peut être « retirée » du vent est égale à la surface sur laquelle il agit (la surface du ventilateur à hélice), multipliée par la vitesse du vent au cube et par le rendement mentionné ci-dessus, égal à 0,6. En exprimant toutes les quantités dans le système SI, nous constatons que 1 m2 de turbine à une vitesse de vent de 2 m/sec consomme jusqu'à... 4,8 W. À une vitesse de vent de 8 m/sec (la vitesse nominale de la plupart des éoliennes), l'extraction par unité de surface augmentera jusqu'à 307 W.

Et maintenant matière à réflexion : le rendement réel des installations domestiques ne devrait pas dépasser 0,3. Heures d'ouverture centrales éoliennesà vitesse optimale le vent fluctue de 10 à 15 % par an dans les conditions climatiques des pays de la CEI.

Par conséquent, la puissance de la centrale éolienne obtenue à partir de la formule doit être augmentée de 4 à 5 fois supplémentaires. En pratique, il est recommandé d'installer une centrale éolienne en se concentrant non pas tant sur les indicateurs techniques que sur les capacités financières, selon le principe : « Plus il y en a, mieux c'est ». Vous devez immédiatement renoncer à votre rêve d’installer une installation à la fois puissante et compacte. L’un contredit l’autre en principe.

La conception d'une centrale éolienne comprend généralement un générateur, un redresseur, une batterie et un onduleur pour convertir la tension à la valeur habituelle de 220 V. Tous les blocs et éléments de la centrale électrique sont surveillés et contrôlés par un contrôleur à microprocesseur ou des circuits logiques plus simples.

Étudier Caractéristiques centrales éoliennes, la préférence doit être donnée à celles dans lesquelles la vitesse à laquelle le rotor a commencé à se déplacer, la vitesse initiale de charge des batteries et la vitesse à laquelle elles atteignent le mode de fonctionnement sont minimes. Plus la plage de vitesses de fonctionnement du vent est large, plus la probabilité d'obtenir de l'énergie est grande. Le coût joue dans ce cas un rôle secondaire : pourquoi acheter une installation moins chère si elle fonctionne dans votre région plusieurs jours par an ?

Il est maintenant temps de demander le prix des produits aux entreprises proposant des équipements prêts à l'emploi. Nous ne parlerons pas du tout ici des centrales éoliennes artisanales. Même les meilleurs exemples de production industrielle ont un rendement ne dépassant pas 30 %, et les structures artisanales fabriquées à partir de matériaux auxiliaires ne peuvent produire que du bruit.

Toute la variété des conceptions d'éoliennes peut être réduite à deux grands groupes : avec un rotor de générateur horizontal et des générateurs avec un rotor vertical.

Les générateurs horizontaux à palettes ont un rendement plus élevé et une consommation de matériaux inférieure. Mais ils nécessitent l’utilisation de mâts de plus grande hauteur, comportent des pièces mécaniques complexes et sont peu pratiques à entretenir. Les stations de type vertical sont moins économiques, consomment plus de matériaux, mais fonctionnent dans une plage de vitesses de vent plus large et sont plus compactes.

Examinons un échantillon des représentants les plus intéressants des centrales éoliennes de chaque groupe. Le plus grand intérêt parmi les centrales électriques à rotor horizontal est générateur de boucle sans engrenage "Windtronics".

Dans celui-ci, la traînée aérodynamique est réduite grâce à la conception spéciale de la turbine, dans laquelle de puissants aimants permanents sont fixés aux extrémités des pales et 68 bobines de stator sont montées le long de la jante. Avec cette solution, le rotor est également générateur d’énergie électrique. Des volets spéciaux sur les pales permettent à l'éolienne de démarrer à une vitesse de vent de 0,2 m/sec. Aujourd'hui, cette valeur est un record pour les générateurs.

À une vitesse de 0,9 m/sec. la turbine commence à produire de l'électricité. D’autres types de générateurs ne peuvent même pas se déplacer à ces vitesses de vent. Le poids du produit est d'environ 110 kg, le diamètre est de 1,8 mètre et le niveau sonore ne dépasse pas 35 dB.

Grâce à sa conception rigide, la turbine peut résister à des vitesses de vent allant jusqu'à 62,6 secondes. Productivité annuelle de 1500 à 2750 kW/h d'électricité. La société américaine « Honeywell Wind Turbine » est livrée complète avec la turbine avec toute l'électronique nécessaire, conçue pour connecter 2 générateurs ou solaires. panneau supplémentaire. Le sérieux et seul inconvénient de la centrale éolienne est son prix - 5 750 $ au puissance nominale le générateur ne fait que 1,5 kW.

Un représentant prometteur des centrales électriques avec un générateur de type vertical peut être considéré Turbines "Eddy" d'Urban Green Energy. Les générateurs sont très compacts, presque silencieux et peuvent être installés même en milieu urbain. Avec un poids générateur de 95 kg, il occupe une superficie d'un peu plus de 2,5 m2.

La turbine peut être installée en une heure et dure jusqu'à 20 ans. Le générateur peut résister à des charges de vent allant jusqu'à 193 km/h et produit, selon la modification, de 2 000 à 4 000 kW/h d'énergie par an. Le principal inconvénient est la vitesse initiale élevée du vent pour la turbine – 3,2 m/sec. Il n'y a pas encore d'informations sur le coût du générateur.

Éolienne "Eddy"

La forme originale de la turbine, rappelant les pétales de rose, a donné aux architectes l'idée de créer une centrale électrique en forme d'arbre, avec 3 à 12 turbines montées sur ses branches. "Power Flowers" - "arbre à fleurs" et a attiré l'attention du grand public, créant une bonne publicité pour les générateurs Eddy et la société UGE.

Parc éolien "Power Flowers" avec générateurs "Eddy"

On peut parler très longtemps de différentes conceptions et modèles de centrales électriques, mais ils ont un point commun : un prix très élevé. De l’analyse des propositions des entreprises, on peut déduire un certain coût unitaire de 1 kW de puissance d’équipement. C'est environ 2000 dollars sans travaux d'installation. En ajoutant environ 500 $ de plus pour l'installation et la configuration, nous obtiendrons le coût moyen d'un équipement qui produira pour vous 2 000 à 3 000 kWh d'énergie électrique par an.

Selon les experts, l’électricité obtenue à partir de sources respectueuses de l’environnement coûte 3 à 4 fois plus chère que l’énergie conventionnelle. Lors de l'utilisation de centrales éoliennes de faible puissance, le coût de l'énergie peut être d'un ordre de grandeur (10 fois) supérieur à celui obtenu à partir de sources traditionnelles. Cela est dû à des coûts ponctuels importants pour l'équipement et les travaux d'installation, de mise en service et de maintenance des centrales éoliennes.

Pour cacher ce fait, ils affirment souvent qu’avec la hausse des prix de l’énergie, les sources respectueuses de l’environnement deviendront rentables. Cela ne tient pas compte du fait qu’à mesure que les prix de l’énergie augmentent, le coût des équipements qui consomment beaucoup de matériaux augmentera également. Et il n'y a aucune perspective de réduire une telle « fourchette », même dans un avenir lointain.

Si vous avez une envie irrésistible d'installer une centrale éolienne, vous devez d'abord vous familiariser avec les archives des bulletins météorologiques des dernières années dans votre région. Ces informations sont désormais disponibles sur Internet et permettront de clarifier immédiatement de réelles opportunités sur l'utilisation de l'énergie éolienne.

Une centrale éolienne pour une maison est un exemple d’énergie alternative. Ce solution optimale pour un site où il n'y a pas d'alimentation électrique centralisée et où il est trop coûteux d'installer des lignes électriques jusqu'à la maison. Une centrale de grande puissance permet de satisfaire pleinement tous les besoins énergétiques. Considérons les caractéristiques des éoliennes pour une maison privée, leur classification, leurs caractéristiques d'entretien et auto-installation.

La quantité d'électricité produite par une centrale électrique moderne pour la maison dépend principalement des conditions météorologiques ainsi que de la période de l'année. Généralement,

Si la vitesse du vent correspond à la vitesse nominale de la majorité des modèles d'éoliennes - 8 m/sec - alors environ 307 W peuvent être obtenus par unité de surface.

Une centrale éolienne pour une maison a une conception composée d'un générateur avec une batterie, ainsi que d'un redresseur avec un onduleur nécessaire pour convertir la tension en 220 V standard. Toutes les unités sont contrôlées à l'aide d'un contrôleur à microprocesseur ou d'un autre circuit logique.

Qu'y a-t-il

Les éoliennes sont différentes les unes des autres dessins, qui sont divisés en deux groupes :

• avec vertical et
• position horizontale du rotor.

Les générateurs de type vertical sont considérés comme moins économiques. Ils consomment beaucoup de matériaux, mais sont compacts et peuvent fonctionner dans une large plage de vitesses de vent.

Le deuxième type se caractérise par une efficacité beaucoup plus élevée et une consommation de matière. Cependant, les éoliennes à rotor horizontal nécessitent des mâts plus hauts, de sorte que ces éoliennes ont une conception mécanique assez complexe et ne sont pas si faciles à entretenir.

Par pouvoir :

Où doit être située l’éolienne ?

L’emplacement du parc éolien joue un rôle important.

Vous ne devez pas installer une centrale éolienne à proximité de maisons ou d’arbres, cela ne vous permettra pas de profiter pleinement de l’éolienne que vous utilisez.

Lors de l'installation d'une éolienne, il est nécessaire de prendre en compte plusieurs circonstances :

1. Le vent est plus fort au sommet des collines, dans la steppe, près du littoral et dans d'autres endroits où il n'y a pas de bâtiments ni de grands arbres.
2. Les voisins doivent être informés du raccordement de cette centrale électrique afin d'éviter des problèmes à l'avenir.
3. La distance recommandée pour installer une éolienne est d'environ 300 m des maisons voisines.

Il n’est pas nécessaire de compter sur le générateur pour produire en permanence la quantité d’énergie requise. Cela s'explique par le fait qu'au même endroit la vitesse du vent peut varier considérablement, et cela affecte également la quantité d'énergie : si la force du vent fluctue dans les 10 %, alors les ressources de l'électricité produite peuvent diminuer ou augmenter de près de 25 %. %.

Quel bruit fait un parc éolien ?

Concernant le bruit des éoliennes, il convient de noter que cet inconvénient est typique des plus grandes centrales éoliennes mégawatts. Leurs lames créent des vibrations infra-basse fréquence pendant le fonctionnement. En règle générale, ils sont installés sur longue distance provenant des zones peuplées. Les éoliennes de faible puissance créent un faible bruit uniquement par vent fort, qui ne dépasse pas de beaucoup le bruit de fond naturel. La norme est un bruit ne dépassant pas 40 décibels.

Entretien de parc éolien

La maintenance professionnelle des éoliennes représente toute une gamme de travaux, parmi lesquels :

1. Inspection de postes électriques ;
2. Nettoyer l'éolienne des matériaux polluants et la laver ;
3. Redécorer ;
4. Installation de générateur ;
5. Réparation de lames déformées.

Les « objets intelligents » permettront d'économiser de l'électricité dans la maison : .
Nous avons expliqué comment les gradateurs aident à contrôler l'éclairage de la maison à distance.
Une autre commodité de la Smart Home est d’allumer et d’éteindre les lumières.

Sécurité

Comme tout autre système, une centrale éolienne peut être dangereuse pour les humains. Dans ce cas, les menaces sont liées à l’installation, à l’exploitation et à la maintenance des éoliennes.

Ainsi, si la butée du générateur ne fonctionne pas, celui-ci peut alors faire tourner les pales jusqu'à ce qu'il s'enflamme ou s'effondre. De tels cas sont enregistrés assez rarement. Dans certains cas, les incendies sur les gondoles ne sont pas complètement éteints, provoquant le dégagement de fumées toxiques et un incendie secondaire se produisant en dessous. Cependant, les modèles modernes sont équipés de systèmes automatiques extinction d'incendie

Durant l'hiver, une croûte de glace se forme sur les pales, qui tombe pendant le fonctionnement et provoque un arrêt localisé du générateur. De nombreux modèles ont un grand nombre de passif, arrêtant le travail même en cas d'infractions les plus mineures.

Quelle centrale éolienne choisir

Il existe aujourd’hui sur le marché une vaste gamme de centrales éoliennes. Cependant, il existe plusieurs options les plus populaires :

1. station américaine « Windtronics » de la société « Honeywell Wind Turbine » ;
2. Générateur "Eddy".

Les experts ne recommandent pas d'installer un système purement éolien, c'est pourquoi, dans la plupart des cas, la station se compose d'une éolienne avec des panneaux solaires, d'un onduleur et d'un contrôleur de charge, ainsi que d'une batterie.

Le prix d'un petit système peut varier de 90 000 à 2,5 millions de roubles.

Le coût d'une centrale électrique dépend de sa capacité.

Centrales éoliennes à faire soi-même pour la maison

L'éolienne doit être composée de cinq parties :

1. Générateur;
2. Lames ;
3. Installation qui convertit le vent en énergie;
4. Tour pour surélever l'installation et « capter » le vent ;
5. Batteries avec système de contrôle électronique.

Pour fabriquer un générateur domestique, vous pouvez utiliser un vieux moteur provenant d'un ordinateur équipé d'un lecteur de bande. Les aimants DC fonctionnent très bien.

Les tuyaux en PVC sont sélectionnés pour les lames à la maison. Il est préférable de prendre ceux qui sont en matière plastique. Il est nécessaire de s'assurer que le diamètre correspond à 1/5 de la longueur du tuyau. Après avoir découpé un petit carré près de sa base et percé un trou dans le coin, les bords des pièces doivent être lissés.

Ensuite, vous devez faire des trous sur un disque solide et fixer les lames avec des boulons. La turbine peut être installée sur un support en bois, après avoir préalablement calculé sa longueur. Un tuyau en fer de petit diamètre peut être utilisé comme tour pour l'installation et la base peut être en contreplaqué. Afin de protéger le bois de la pourriture, il doit être recouvert de peinture.

Un système de contrôle électronique peut également être réalisé avec mes propres mains ou acheter. Ensuite, toutes les pièces doivent être assemblées en un tout et mises en service.

Une centrale éolienne (WPP) est une source d’énergie alternative respectueuse de l’environnement. Un parc éolien est un ensemble de centrales éoliennes distribuées ou concentrées (éoliennes ou éoliennes) connectées dans un réseau commun (cascades). Les plus grands parcs éoliens peuvent être constitués de centaines d'éoliennes, voire plus, fonctionnant à la fois seules et sur une unité de puissance commune. Pour les parcs éoliens, les régions les plus efficaces sont celles où la vitesse moyenne du vent est supérieure à 4,5 m/s.

La Russie dispose d'importantes ressources éoliennes ; au total, le potentiel éolien du pays est estimé à environ 14 000 TWh/an. La plus grande centrale éolienne de Russie est le parc éolien de Zelenogradskaya (5,1 MW), on note également le parc éolien d'Anadyr, Zapolyarnaya et Tyupkildy. La capacité totale des parcs éoliens en exploitation en Russie est supérieure à 16,5 MW. Outre l’énergie électrique, l’énergie éolienne est utilisée pour produire de l’énergie thermique et mécanique.

"L'éolienne de Zelenograd est située près du village de Kulikovo, district de Zelenograd Région de Kaliningrad.

L'éolienne convertit l'énergie cinétique des flux d'air en énergie mécanique, qui est utilisée pour faire tourner le rotor d'un générateur de courant électrique. Les éoliennes industrielles sont utilisées dans la construction de centrales éoliennes. Leur puissance peut atteindre 7,5 MW, cela dépend de la conception de l'éolienne, de la puissance flux d'air, la densité de l'air et la surface soufflée. Une éolienne industrielle se compose généralement d'une fondation, d'une armoire de commande de puissance, d'une tour, d'une échelle, d'un mécanisme de rotation, d'une nacelle, d'un générateur électrique, d'un mécanisme de surveillance des paramètres du vent, système de freinage, transmission, pales, carénage, systèmes de communication et de protection contre la foudre. Les éoliennes sont dotées d'un axe de rotation vertical (pales rotatives, etc.) et d'un axe horizontal - rotation circulaire, le plus courant en raison de sa simplicité et de son haut rendement.

Le dispositif générateur éolien comprend une éolienne (entraînée par des pales ou un rotor) et un générateur électrique. L'électricité reçue du générateur est généralement fournie au dispositif de gestion de la batterie, après quoi elle est accumulée dans les batteries et, à l'aide d'un onduleur connecté au secteur, est convertie en courant alternatif de l'intensité, de la fréquence et de la tension requises (par exemple : 50 Hz/220 V). L'éolienne en sortie du régulateur électrique dispose de 24, 48 ou 96 volts DC. Les batteries stockent de l’énergie pour l’utiliser lorsqu’il n’y a pas de vent. Le schéma de circuit d'interaction entre les éoliennes et les appareils peut être modifié et amélioré de quelque manière que ce soit.

Types de centrales éoliennes.

Le type terrestre est le type le plus courant. Les éoliennes sont ici situées à haute altitude (montagnes, collines). Le plus grand parc éolien est celui de Californie Alta, aux États-Unis, avec une capacité de 1,5 GW. Les éoliennes situées à plus de 500 m d'altitude sont une variété de stations au sol en montagne.

Celui en mer est construit en mer, à 10-60 km de la côte. Il présente l'avantage de l'absence de territoires terrestres désignés et d'une grande efficacité grâce à la constance des vents marins. Comparé au sol, il est plus cher.

La plus grande centrale, London Array, au Royaume-Uni, produit 630 MW d'électricité.

Le littoral est construit dans les zones côtières des mers et des océans, en raison des brises marines quotidiennes.

La flottante est une espèce relativement nouvelle. Il est installé sur une plateforme flottante à quelque distance du rivage.

Soaring, où les éoliennes sont placées au-dessus du sol afin d'exploiter des courants d'air plus forts et plus persistants.

Avantages des éoliennes :

1. Installation et maintenance bon marché
2. Pas besoin de personnel important
3. Respect de l'environnement (même détruit), pas d'émissions dans l'atmosphère, perturbation de l'écosystème et du paysage
4. Renouvelabilité des sources d’énergie
5. Il n'est pas nécessaire de créer une zone dédiée autour de la gare
6. Niveau élevé de bénéfice net pour les propriétaires en raison du rapport élevé entre le coût actuel de l'électricité et le coût minimum d'obtention de cette énergie

Inconvénients des éoliennes :

1. Forte barrière à l’entrée en entreprise. Construction de parcs éoliens, calculs précis de détermination du terrain basés sur des relevés à long terme
2. Impossibilité de prévoir avec précision la quantité d'énergie produite en raison du caractère spontané du vent
3. Batterie faible
4. Niveau sonore élevé, pouvant avoir un impact négatif environnement(cependant technologies modernes permettre d'atteindre un niveau sonore se rapprochant du niveau du milieu naturel déjà à 30 mètres de la turbine)
5. Possibilité de dommages aux oiseaux et de distorsion des signaux de télévision et de radio

Projets éoliens du futur :

Des tiges de vent au lieu de pales. Installation dans le projet d'une ville « verte » sans voitures Masdar près d'Abu Dhabi. 1203 tiges économes en énergie de 55 m de haut, distantes de 10 à 20 m les unes des autres, « pousseront » à partir du sol, se balanceront au gré du vent et généreront ainsi de l'énergie en comprimant les disques en céramique des couches d'électrodes.

L'éolienne super-massive Aerogenerator X se distingue des éoliennes classiques par sa taille impressionnante et sa production d'énergie 3 fois supérieure à celle d'une éolienne classique (10 MW). La portée des pales est de 275 M. La conception est utilisée large et non haute. Le moulin à vent tourne à la surface de la mer comme un carrousel.

Ville norvégienne d'éoliennes sur la côte de Stavanger. Puisque l’Union européenne s’est fixé pour objectif de fournir au moins 20 % d’énergie à partir de forces naturelles, il est possible que la Norvège devienne le principal producteur d’énergie éolienne et hydraulique. De nombreuses éoliennes connectées constitueront une véritable ville avec deux millions d'emplois. Cette énergie devrait suffire à la Norvège et à une partie de l’Europe. D'ici 2020, les promoteurs prévoient de fournir 12 % de l'approvisionnement énergétique mondial. Les turbines écologiques permettront d'économiser plus de 10,7 milliards de tonnes d'émissions de dioxyde de carbone.

L'énergie éolienne

L'énergie des masses d'air en mouvement est énorme. Les réserves d’énergie éolienne sont plus de cent fois supérieures aux réserves hydroélectriques de tous les fleuves de la planète. Les vents soufflent constamment et partout sur terre - depuis une légère brise qui apporte une fraîcheur bienvenue dans la chaleur estivale jusqu'à de puissants ouragans qui causent des dégâts et des destructions incalculables. L’océan d’air au fond duquel nous vivons est toujours agité. Les vents qui soufflent sur les vastes étendues de notre pays pourraient facilement satisfaire tous ses besoins en électricité ! Pourquoi une source d’énergie aussi abondante, accessible et respectueuse de l’environnement est-elle si peu utilisée ? Aujourd'hui, les moteurs éoliens ne couvrent qu'un millième des besoins énergétiques mondiaux.

Même dans l’Égypte ancienne, trois mille cinq cents ans avant JC, des éoliennes étaient utilisées pour soulever l’eau et moudre le grain. Depuis plus de cinquante siècles, les moulins à vent n’ont pratiquement pas changé d’apparence. Par exemple, en Angleterre, il existe un moulin construit au milieu du XVIIe siècle. Malgré son âge avancé, elle travaille encore aujourd'hui régulièrement. En Russie, avant la révolution, il y avait environ 250 000 éoliennes, dont la capacité totale était d'environ 1,5 million de kW. Ils broyent jusqu'à 3 milliards de livres de céréales par an.

La technologie du 20ème siècle a ouvert des opportunités complètement nouvelles pour l'énergie éolienne, dont la tâche est devenue différente : produire de l'électricité. Au début du siècle, N. E. Zhukovsky a développé la théorie d'un moteur éolien, sur la base de laquelle des installations performantes pourraient être créées, capables de recevoir l'énergie de la brise la plus faible. De nombreuses conceptions d'éoliennes sont apparues, incomparablement plus avancées que les anciennes éoliennes. Les nouveaux projets utilisent les acquis de nombreuses branches du savoir.

Les éoliennes se sont révélées être d’excellentes sources d’énergie gratuite. Il n’est pas surprenant qu’au fil du temps, ils aient commencé à être utilisés non seulement pour moudre le grain. Les moulins à vent faisaient tourner les scies circulaires dans les grandes scieries, soulevaient des charges à de grandes hauteurs et étaient utilisés pour soulever l'eau. Avec les moulins à eau, ils restaient pratiquement les machines les plus puissantes du passé. En Hollande, par exemple, où se trouvaient le plus grand nombre de moulins à vent, ils ont fonctionné avec succès jusqu'au milieu de notre siècle. Certains d’entre eux sont encore en vigueur aujourd’hui.

Il est intéressant de noter que les moulins du Moyen Âge suscitaient chez certains une peur superstitieuse - même les appareils mécaniques les plus simples étaient si inhabituels. On attribue aux meuniers la communication avec les mauvais esprits.

De nos jours, les spécialistes de l'aéronautique, qui savent sélectionner le profil de pale le plus approprié et l'étudier en soufflerie, participent à la création de modèles d'éoliennes - le cœur de toute centrale éolienne. Grâce aux efforts de scientifiques et d’ingénieurs, une grande variété de modèles d’éoliennes modernes ont été créés.

Types d'éoliennes

Un grand nombre d'éoliennes ont été développées. Selon l'orientation de l'axe de rotation par rapport au sens d'écoulement, les éoliennes peuvent être classées :

Avec un axe de rotation horizontal parallèle à la direction du vent ;
avec un axe de rotation horizontal perpendiculaire à la direction du vent (semblable à une roue hydraulique) ;
avec un axe de rotation vertical perpendiculaire à la direction du flux du vent.

Voici le site de l'énergie éolienne. NPG "SINMET" est un DÉVELOPPEUR et FABRICANT national de centrales éoliennes (générateurs éoliens), l'un des leaders mondiaux dans le domaine de l'énergie éolienne autonome - lauréat du Grand Prix et de trois médailles d'or du Salon mondial des innovations de Bruxelles "Eureka -2005". NPG "SINMET" présente des centrales éoliennes autonomes : une éolienne d'une puissance de 5 et une éolienne d'une puissance de 40 kW, ainsi que des centrales éoliennes-solaires et éoliennes-diesel basées sur celles-ci.

Les centrales éoliennes diesel peuvent être combinées en réseaux locaux, et sont également associés à panneaux solaires. Les unités éoliennes-diesel, en fonction du potentiel éolien de la zone, permettent d'économiser 50 à 70 % du carburant consommé par les générateurs diesel de puissance comparable.

Les principales solutions de conception des éoliennes sont protégées par des brevets d'invention.

L'énergie éolienne

L’homme utilise l’énergie éolienne depuis des temps immémoriaux. Mais ses voiliers, qui ont sillonné les océans pendant des milliers d’années, et ses moulins à vent n’ont utilisé qu’une infime fraction de ces 2 700 milliards. kW d'énergie possédée par les vents soufflant sur Terre. On pense qu'il est techniquement possible de développer 40 milliards de kW, mais même cela représente plus de 10 fois le potentiel hydroélectrique de la planète.

Pourquoi une source d’énergie aussi abondante, accessible et respectueuse de l’environnement est-elle si sous-utilisée ? Aujourd'hui, les moteurs éoliens ne couvrent qu'un millième des besoins énergétiques mondiaux.

En 1989, le potentiel éolien de la Terre était estimé à 300 milliards de kWh par an. Mais seulement 1,5 % de ce montant est destiné au développement technique. Le principal obstacle pour lui est la dissipation et l’inconstance de l’énergie éolienne. La variabilité du vent nécessite la construction d’accumulateurs d’énergie, ce qui augmente considérablement le coût de l’électricité. En raison de la dispersion, la construction de centrales solaires et éoliennes de puissance égale nécessite pour ces dernières cinq fois plus de superficie (cependant, ces terres peuvent également être utilisées en même temps pour les besoins agricoles).

Mais il existe également des zones sur Terre où les vents soufflent avec suffisamment de régularité et de force. (Un vent soufflant à une vitesse de 5 à 8 m/s est appelé modéré, 14 à 20 m/s est fort, 20 à 25 m/s est orageux et plus de 30 m/s est un ouragan). Des exemples de telles zones sont les côtes des mers du Nord, de la Baltique et de l’Arctique.

Les recherches les plus récentes visent principalement à obtenir de l'énergie électrique à partir de l'énergie éolienne. La volonté de maîtriser la production d’éoliennes a conduit à la naissance de nombreuses unités de ce type. Certains d’entre eux atteignent des dizaines de mètres de hauteur, et on pense qu’avec le temps, ils pourraient former un véritable réseau électrique. Les petites éoliennes sont conçues pour fournir de l'électricité aux maisons individuelles.

Des centrales éoliennes sont construites, principalement à courant continu. La roue éolienne entraîne une dynamo - un générateur de courant électrique, qui charge simultanément les batteries connectées en parallèle.

Aujourd’hui, les centrales éoliennes et électriques fournissent de l’électricité de manière fiable aux travailleurs du secteur pétrolier ; ils travaillent avec succès dans des régions isolées, sur des îles isolées, dans l'Arctique, dans des milliers de fermes agricoles, où il n'y a pas de grandes agglomérations ni de centrales électriques publiques à proximité.

Le principal domaine d'utilisation de l'énergie éolienne est la production d'électricité pour les consommateurs autonomes, ainsi que d'énergie mécanique pour élever l'eau dans les zones arides, dans les pâturages, les marécages drainants, etc. Dans les zones où les conditions de vent sont appropriées, des éoliennes équipées de batteries peuvent être utilisées pour alimenter des stations météorologiques automatiques, des dispositifs de signalisation, des équipements de radiocommunication, une protection cathodique contre la corrosion des canalisations principales, etc.

Selon les experts, l'énergie éolienne peut être utilisée efficacement dans les zones où des interruptions de courte durée de l'approvisionnement énergétique sont acceptables sans préjudice économique important. L'utilisation d'éoliennes avec stockage d'énergie leur permet d'être utilisées pour fournir de l'énergie à presque tous les consommateurs.

Les éoliennes puissantes sont généralement situées dans des zones où les vents soufflent constamment (sur les côtes maritimes, dans les zones côtières peu profondes, etc.) De telles installations sont déjà utilisées en Russie, aux États-Unis, au Canada, en France et dans d'autres pays.

L'utilisation généralisée des unités éoliennes-électriques dans des conditions normales est encore entravée par leur coût élevé. Il n’est pas besoin de dire qu’il n’est pas nécessaire de payer pour le vent, mais les machines nécessaires pour l’exploiter sont trop coûteuses.

Lors de l'utilisation du vent, cela se produit Problème sérieux: excès d'énergie par temps venteux et manque d'énergie par temps calme. Comment accumuler et stocker l’énergie éolienne pour une utilisation future ? La manière la plus simple consiste dans le fait que l'éolienne entraîne une pompe qui accumule de l'eau dans un réservoir situé au-dessus, puis que l'eau qui en sort entraîne une turbine hydraulique et un générateur de courant continu ou alternatif. Il existe d'autres méthodes et projets : des batteries conventionnelles, quoique de faible consommation, aux volants d'inertie géants qui tournent ou au pompage d'air comprimé dans des grottes souterraines, jusqu'à la production d'hydrogène comme carburant. Cela semble particulièrement prometteur dernière méthode. Électricité issu d'une éolienne, il décompose l'eau en oxygène et hydrogène. L'hydrogène peut être stocké sous forme liquéfiée et brûlé dans les fours des centrales thermiques selon les besoins.

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La charpente des bâtiments à un étage est constituée de charpentes transversales articulées en haut par des structures à chevrons. La rigidité transversale du bâtiment est assurée par des colonnes rigidement serrées dans la fondation et par le disque de couverture.

Dans les bâtiments dont la toiture repose sur un tablier continu de dalles en béton armé de grandes dimensions, les conditions de fonctionnement des charpentes individuelles sont facilitées du fait du transfert partiel des charges par la toiture « dure » vers les charpentes adjacentes.

Les bâtiments dont les toits sont constitués de dalles posées le long de pannes se trouvent dans des conditions moins favorables, car l'indépendance de la déformation des charpentes individuelles lorsqu'elles sont exposées à des charges locales peut conduire dans certains cas à une détérioration des propriétés opérationnelles du bâtiment.

Par conséquent, lors de la conception de bâtiments équipés de ponts roulants d'une capacité de levage importante, ainsi que de bâtiments sans grue et de grande hauteur, des liaisons longitudinales doivent être prévues le long des membrures supérieures des structures de chevrons, combinant dans une certaine mesure le travail des cadres dans le direction transversale.

Assurer la rigidité du bâtiment dans le sens longitudinal uniquement grâce aux colonnes n'est économiquement justifié que pour les bâtiments sans grue : avec travées L≤ 24 m et hauteurs H ≤ 8,4 m, ainsi que pour les bâtiments avec L= 30 m et H ≤ 7,2 M. Pour les bâtiments de grande hauteur et les bâtiments équipés de ponts roulants, il est nécessaire de prévoir des liaisons de raidissement verticales dans le sens longitudinal.

De telles connexions sont réalisées entre les colonnes et, si nécessaire, dans le toit du bâtiment.

Le transfert des charges de vent des murs d'extrémité vers les colonnes et les liaisons verticales à travers les structures de toit n'est conseillé que pour les bâtiments de certaines portées et hauteurs. Dans les bâtiments de grande portée et de hauteur plus ou moins importante, une telle utilisation de la toiture rend difficile la fixation des structures en treillis aux poteaux, complique les structures qui assurent la stabilité des couvertures et, dans certains cas, ne peut être réalisée du tout sans compromettre l'intégrité du toit et la solidité de ses fixations aux structures en fermes.

Les murs d'extrémité de ces bâtiments doivent être conçus à l'aide de fermes à vent horizontales et leur transférer l'écrasante majorité de la charge de vent.

Les toits constitués de produits relativement petits posés le long des pannes ne peuvent absorber les charges de vent des murs d'extrémité et les transférer aux poteaux que s'ils sont découplés par un système de liaisons horizontales transversales le long des membrures supérieures des structures de chevrons.

Les conditions d'utilisation de celles-ci, ainsi que d'autres structures secondaires (connexions verticales entre fermes, entretoises, contreventements) dépendent des paramètres du bâtiment.

Tous les bâtiments industriels d'un étage sont divisés en groupes structurellement homogènes en fonction du type de matériel de transport et des caractéristiques globales (portée et hauteur), qui sont présentées dans le tableau 1 ci-dessous.

Le groupe I comprend les bâtiments d'une portée allant jusqu'à 24 m et d'une hauteur allant jusqu'à 8 m, ainsi que les bâtiments d'une portée allant jusqu'à 30 m et d'une hauteur allant jusqu'à 7 m.

Le groupe II comprend les bâtiments avec joints de dilatation transversaux avec : L= 18 m et H = 9 – 15 m ; L= 24 m et H = 9 – 12 m ; L ≥ 30 m et H = 9 – 10 m ;

À groupe III inclure les bâtiments avec joints de dilatation transversaux, mais plus hauts que les bâtiments du groupe II, ainsi que les bâtiments sans joints de dilatation transversaux avec travées L= 18 m, 24 m, 30 m, hauteur supérieure à 12 m.

Tous les bâtiments de la nomenclature spécifiée, à l'exception des bâtiments du groupe A - b - I, nécessitent l'utilisation de raccordements.

Tableau 1

Groupe de bâtiments par hauteur	avec des toits sans toit	avec couverture le long des pannes
avec ponts roulants	sans ponts roulants	avec ponts roulants	sans ponts roulants
Faible	A – a – je	A-b-je	B – a – je	B-b-je
Moyenne	A – a – II	A-b-II	B-a-II	B-b-II
Haut	A – a – III	A-b-III	B-a-III	B-b — III

Des liaisons de raidissement verticales entre colonnes sont installées au milieu du bloc thermique de chaque rangée longitudinale. Dans les bâtiments équipés de ponts roulants, les liaisons verticales le long des colonnes sont disposées uniquement jusqu'à la hauteur du bas des poutres du pont roulant (Fig. 1), et dans les bâtiments sans ponts roulants - sur toute la hauteur des colonnes. Entre les colonnes en acier des bâtiments de grue, des connexions sont également installées dans les parties supérieures des colonnes, à la fois au milieu du bloc thermique et dans ses marches extrêmes (Fig. 2 a, b). Lorsque la hauteur de la partie grue de la colonne en acier dépasse 8,5 m, les liaisons sont doublées (Fig. 2c).

Selon le schéma, les connexions en acier entre les colonnes sont divisées en croix et portail. Les colonnes transversales sont caractérisées par un espacement des colonnes de 6 mètres, tandis que les colonnes portiques sont caractérisées par un espacement des colonnes de 12 mètres.

2. Assemblages verticaux le long de poteaux en acier :

a – les connexions croisées ; b – connexions au portail ; c – connexions doubles croisées

Les chapiteaux situés dans l'espace entre les colonnes et solidement reliés à celles-ci ne peuvent être utilisés pour assurer la rigidité longitudinale du bâtiment au lieu de liaisons verticales que s'il est garanti que ces murs ne seront pas sujets à démontage lors de l'exploitation ou de la reconstruction du bâtiment.

Dans tous les bâtiments avec un toit le long de pannes, il est nécessaire de prévoir des raidisseurs transversaux horizontaux, qui sont installés le long des membrures supérieures des structures de chevrons dans les panneaux extérieurs de chaque bloc thermique, indépendamment de la présence ou de l'absence de parcs éoliens.

Les bâtiments de grande hauteur nécessitent l'installation de parcs éoliens horizontaux aux extrémités des bâtiments. Dans les bâtiments équipés de ponts roulants, des fermes à vent sont installées au niveau du sommet des poutres du pont roulant (Fig. 3).

Riz. 3. Aménagement du parc éolien au niveau des poutres de la grue

Pour transmettre la pression des fermes à vent le long de la ligne des poutres de grue, les espaces entre les extrémités des poutres sont remplis de béton et la fixation des poutres de grue aux colonnes du panneau d'attache est calculée pour absorber toutes les forces horizontales. (y compris les forces provenant du freinage longitudinal des grues) agissant le long de la ligne des poutres de la grue.

Dans les bâtiments dépourvus de ponts roulants, les parcs éoliens doivent être implantés au niveau du sommet des contreventements verticaux.

Dans tous les cas d'utilisation de fermes à vent dans des bâtiments sans structures de chevrons, des entretoises doivent être installées entre les poteaux au niveau des fermes à vent pour transférer la pression du vent des fermes vers les liaisons verticales.

Dans les bâtiments dotés de structures en chevrons, leur fixation aux colonnes est calculée pour les charges horizontales des parcs éoliens. Il est recommandé de combler les espaces entre les extrémités des structures de chevrons avec du béton.

Toutes les charges longitudinales perçues éléments séparés les bâtiments doivent finalement être transférés sur des traverses verticales en rangées longitudinales de colonnes ou réparties entre colonnes. Le besoin de dispositifs secondaires pour assurer la solidité des éléments et la stabilité des éléments de revêtement impliqués dans une telle transmission est largement déterminé par le type de toiture.

Dans les bâtiments des types A - a - I, II, III et A - b - I avec toits rigides sans pannes, les charges de vent sont réparties par le revêtement entre tous les poteaux en rangées longitudinales. La fixation de chacune des structures de chevrons aux colonnes dans ces cas doit être conçue pour la partie de la charge totale de vent qu'elle absorbe.

S'il est impossible d'assurer la résistance nécessaire de fixation des structures en treillis aux colonnes (par exemple, dans les revêtements avec des structures en treillis avec une grande hauteur sur les supports), des connexions verticales sont installées entre les poteaux de support des structures en treillis dans les panneaux extérieurs. du bloc de température. Parallèlement, des entretoises sont également installées entre toutes les colonnes de la rangée le long de leurs têtes pour répartir la pression du vent perçue par la liaison verticale entre toutes les colonnes de la rangée.

Dans les bâtiments de type A - b - II, dans lesquels des liaisons verticales entre poteaux sont disposées sur toute la hauteur des poteaux, les forces du vent sont transmises par le revêtement aux poteaux uniquement aux endroits où les structures en treillis sont fixées aux poteaux de le panneau de renfort. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir des connexions supplémentaires dans la couverture. Ainsi, avec une faible hauteur de structures de chevrons, des entretoises sont installées sur le support entre les colonnes de chaque rangée longitudinale, transmettant les charges de vent aux liaisons verticales. La fixation de chacune des structures de chevrons aux colonnes ne fonctionnera que sur sa part de la charge totale de vent. Et avec une hauteur importante des structures en treillis sur support (fermes en acier et en béton armé à membrures parallèles, fermes en béton armé sans contreventements, etc.), des liaisons verticales (C1) doivent être installées entre les poteaux de support des fermes à l'extrême étapes du bloc de température, reliées par une chaîne continue d'entretoises. Les fermes de chevrons en acier sont en outre déliées le long des membrures inférieures avec des entretoises (C2) et fixées aux fermes restantes à l'aide d'entretoises le long de la membrure inférieure (C3) et d'entretoises le long de la membrure supérieure (C4) (Fig. 4).

Riz. 4. Schéma de connexions dans le revêtement sur fermes en acier

Dans les bâtiments équipés de ponts roulants lourds ou particulièrement lourds, des entretoises (C5) et des entretoises (C6) sont installées le long des bords longitudinaux de chaque bloc thermique au niveau de la membrure inférieure des fermes (Fig. 4).

Dans les bâtiments équipés de lanternes, à l'intérieur de la lanterne, des entretoises sont installées au milieu de la travée, reliant les nœuds des membrures supérieures des structures en treillis, ainsi que des connexions verticales et horizontales dans les marches extrêmes du bloc thermique.

Les attaches sont conçues à partir de profilés roulés, pliés, pliés-soudés ou de tubes électrosoudés.

Ils sont fixés à l'aide de boulons de précision normale ou à haute résistance, ainsi que par soudage.

Date de publication : 2014-10-17 ; Lire : 8172 | Violation des droits d'auteur de la page

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Depuis longtemps, les gens ont compris la possibilité de convertir l’énergie éolienne en énergie mécanique. Lui-même un exemple brillant un moulin à vent peut servir. Le vent faisait tourner les pales et, grâce à un mécanisme simple, l'énergie était transférée à un axe doté de meules en rotation. Ce mécanisme simple permettait de moudre le grain sans trop d'effort.

Mais ensuite, les moteurs à vapeur, les moteurs diesel et à essence sont apparus, et ils ont commencé à oublier la possibilité d'utiliser l'énergie éolienne.

Mais après la Seconde Guerre mondiale, durant la période crise de l'énergie, les prix du carburant et de l'énergie ont bondi, les scientifiques ont commencé à tirer la sonnette d'alarme sur la sécurité environnementale de la planète, puis l'idée d'utiliser l'énergie éolienne a reçu un « second souffle ». Cette collection contient des photographies de différents types de centrales éoliennes.

Est-il avantageux d’utiliser des sources d’énergie alternatives ?

Sur ce moment le coût de « l’énergie propre » est plusieurs fois supérieur au coût de l’énergie obtenue par les méthodes traditionnelles. (Bien sûr, nous recevons l'énergie elle-même gratuitement, mais l'investissement initial dans l'achat et l'installation d'une centrale électrique est très important !).

Autrement dit, si vous avez le choix entre vous connecter à un fournisseur d'électricité et installer une centrale éolienne, alors la première option sera plus rentable. D’un autre côté, si votre propriété est située loin des lignes électriques et que le raccordement à celles-ci coûtera beaucoup d’argent, il serait alors plus logique de construire votre propre parc éolien pour votre maison.

Mais n'oubliez pas d'ajouter une autre source d'énergie indépendante (générateur diesel, panneaux solaires) ! En cas de temps calme ou de panne de l'éolienne, vous devriez toujours disposer d'une option de secours.

Types de centrales éoliennes, principe de fonctionnement

Les centrales éoliennes sont un groupe de mécanismes nécessaires pour capter les forts flux de vent et convertir l’énergie mécanique en énergie électrique. Il existe des centaines de types de centrales électriques qui utilisent l’énergie éolienne. Ils sont divisés par pouvoir, emplacement, objectif...

Le plus souvent, de petites installations d'une capacité de plusieurs kilowatts sont utilisées, mais il existe également d'énormes structures qui génèrent des mégawatts d'énergie. Dans certains pays européens, ils ont installé des « fermes » entières d’éoliennes. Ils produisent environ 8 % de la consommation totale d'énergie du pays.

Pour le bon fonctionnement d’une centrale éolienne, des courants d’air constants et forts sont nécessaires. Par conséquent, les déflecteurs de vent sont placés sur les collines ou à proximité de grandes étendues d’eau.

Est-il possible d'installer une centrale éolienne à proximité de la maison ?

Oui, théoriquement, cela est possible, mais il faut d'abord résoudre un certain nombre de problèmes :

Poids de la structure. Même les plus petits parcs éoliens pèsent plusieurs tonnes. Une telle installation nécessite une fondation large et solide. Sinon, la structure se déformera ou commencera à « s’affaisser ».

Problème de prix. Le coût de la plus petite installation de 2 kWt est d'au moins mille euros ! L'investissement initial sera très important.

Difficultés lors de l'installation. Les « éoliennes » ont une masse et une taille importantes. Pour les installer, vous en aurez besoin d’un spécial. équipements (manipulateurs, grues de chargement).

Pollution sonore. Les lames rotatives produisent un sifflement caractéristique. Par conséquent, l’exploitation d’éoliennes la nuit à proximité de zones peuplées est interdite par la loi.

Manque de vent constant. Il faut bien comprendre qu’une centrale éolienne ne produira de l’électricité que dans des conditions météorologiques favorables. Par conséquent, vous devez disposer d’une source d’énergie de secours (panneaux solaires, générateur diesel ou essence).

Obstacles bureaucratiques. Pour obtenir l'autorisation de construire un parc éolien et de produire votre propre électricité, vous devrez peut-être pendant longtemps. La législation européenne offre des avantages aux citoyens utilisant des énergies alternatives.

Notre pays n'offre pas de tels avantages. Et en raison de la confusion des lois, il est souvent très difficile d’obtenir l’autorisation d’installer et d’utiliser un parc éolien.

Bien entendu, de telles difficultés peuvent obliger à refuser d'acheter et d'utiliser une éolienne, mais il ne faut pas oublier les avantages des éoliennes.

Économique. Une fois que vous dépensez de l'argent pour l'achat et l'installation d'une centrale électrique, vous recevrez une grande quantité d'énergie gratuite, qui justifiera votre achat dans quelques années. À cet égard, l’expression « jeter l’argent par les fenêtres » nous vient à l’esprit. Seulement dans notre cas, tout se passe dans l’autre sens. Le vent nous apporte des avantages monétaires.

Indépendance du fournisseur d'électricité. Vous n’aurez pas besoin d’installer de lignes électriques jusqu’à votre domicile et vous n’aurez pas besoin de payer des tarifs croissants.

Respect de l'environnement de ce type d'énergie. Lors du processus de production d’énergie, les éoliennes n’émettent rien dans l’atmosphère.

Installation autonome. Les centrales éoliennes ne nécessitent quasiment aucun entretien. La plupart des processus sont automatisés. Juste un peu de surveillance est nécessaire de temps en temps.

Nous espérons que notre article vous a été intéressant et utile. Qu'il vous a permis de comprendre les principaux types de centrales éoliennes, de comprendre le principe de leur fonctionnement, d'évaluer tous les avantages et inconvénients de ce type d'énergie, et peut-être même de vous inciter à vous tourner vers des énergies respectueuses de l'environnement et renouvelables !

Photos de centrales éoliennes

– des appareils spécialement conçus dans lesquels l'énergie éolienne est convertie en énergie électrique. Ils deviennent chaque jour plus populaires. Utilisant des sources d'énergie naturelles et surtout renouvelables, les centrales éoliennes pratiques et simples, appelées éoliennes, constituent une excellente alternative aux centrales électriques traditionnelles, en particulier dans les habitations privées.

Utilisation de l'énergie éolienne

Les moulins à vent, ou plutôt le principe de leur fonctionnement, ont été injustement oubliés dans les années vingt du siècle dernier. Cependant, même à cette époque, la puissance du vent n’était pas utilisée pour produire de l’énergie électrique. Il alimentait les meules, servait de propulsion aux voiliers et, plus tard, démarrait des pompes pour pomper l'eau dans les réservoirs, c'est-à-dire qu'il était converti en énergie mécanique.

L'énergie éolienne a commencé à se développer rapidement à la fin des années soixante du siècle dernier. À cette époque, il y avait une pénurie catastrophique de ressources énergétiques traditionnelles ; en outre, leurs prix augmentaient fortement et les problèmes environnementaux liés à leur utilisation devenaient de plus en plus aigus.

Promouvoir l’utilisation de sources alternatives d’électricité, notamment l’énergie éolienne, et le progrès technologique. De nouveaux matériaux très résistants et assez légers sont apparus qui permettent de construire des tours jusqu'à 120 m de haut et d'énormes pales.

Les vents qui soufflent dans de nombreuses régions de la planète sont capables de faire tourner les turbines des centrales électriques à une vitesse suffisante pour fournir de l'énergie aux maisons privées, aux petites fermes ou aux écoles des zones rurales.

Mais dans tout baril de miel, il y a au moins un problème. Le vent n’est pas contrôlable, il ne souffle pas toujours, surtout dans la même direction et à la même vitesse. Le progrès technologique ne s’arrête pas. Si aujourd'hui les centrales éoliennes pour une maison privée, générant des centaines de kilowatts d'électricité, ne sont plus rares, alors demain, peut-être, les centrales d'une capacité de plusieurs dizaines de mégawatts deviendront monnaie courante. Quoi qu’il en soit, il existe déjà des centrales éoliennes d’une capacité de 5 MW ou plus.

Avantages et inconvénients des centrales éoliennes

Les centrales éoliennes présentent, outre l’utilisation de l’énergie éolienne gratuite et l’indépendance vis-à-vis des sources d’électricité externes, plusieurs autres avantages importants. Il n'y a aucun problème environnemental lié au stockage et à l'élimination des déchets, et la méthode de production d'énergie elle-même est l'une des plus respectueuses de l'environnement. Sans parler de l'esthétique du moulin à vent par rapport au ciel, son avantage peut être considéré comme étant que l'installation peut être soit fixe, soit mobile.

De plus, il est aujourd'hui déjà possible de sélectionner un parc éolien modèle approprié et alimenter ou utiliser une installation combinant l’utilisation de plusieurs sources d’énergie, traditionnelles et alternatives. Il pourrait s’agir d’une centrale diesel ou solaire-éolienne.

Les parcs éoliens présentent également des inconvénients. Premièrement, ils sont si bruyants que les grandes installations doivent être éteintes la nuit. Deuxièmement, ils interfèrent souvent avec le trafic aérien ou les ondes radio. Troisièmement, ils doivent être placés sur des zones vraiment immenses. Et il existe un autre inconvénient important des structures de pales : elles doivent être éteintes lors des migrations saisonnières massives d'oiseaux.

Types de centrales éoliennes

En fonction de leur fonctionnalité, les centrales éoliennes peuvent être divisées en stations fixes et mobiles, ou mobiles. Les installations fixes puissantes nécessitent toute une série de travaux préparatoires, mais elles sont capables d'accumuler suffisamment d'électricité dans des batteries pour être utilisées par temps calme.

Les centrales électriques mobiles sont de conception plus simple, sans prétention, faciles à installer et simples à utiliser. Ils sont généralement utilisés pour alimenter des appareils électriques ou lors de voyages.

De par leur conception, une distinction est faite entre les centrales éoliennes à turbine et à rotor.

Selon l'endroit où sont installés les parcs éoliens, on distingue :

• sol. Ils sont installés à des altitudes plus élevées et sont les plus courants aujourd’hui ;
• côtier. Ils sont construits dans la zone côtière des mers et des océans, où les vents soufflent constamment en raison du chauffage inégal de la terre et de l'eau ;
• au large. Ils sont construits dans la mer à une distance de 10 à 15 km de la côte, où les vents marins soufflent constamment ;
• flottant. Ils sont également situés à peu près à la même distance du rivage que ceux du large, mais sur une plateforme flottante.

Selon les domaines d'application, les centrales éoliennes peuvent être industrielles ou domestiques.

Parcs éoliens à palettes

Les parcs éoliens à palettes, leaders sur le marché de l'énergie éolienne, sont déjà devenus monnaie courante. Sur un rêve élevé, un mécanisme à pales à axe de rotation horizontal, majoritairement tripale, est installé, et sa puissance dépend de l'envergure des pales. Une telle unité atteint sa vitesse de rotation maximale lorsque les pales sont perpendiculaires au flux du vent. Sa conception comprend donc un dispositif de rotation automatique de l'axe de rotation sous la forme d'une aile stabilisatrice dans les petites stations et un système électronique de contrôle du lacet à plus puissant. gares.

Les parcs éoliens à turbine diffèrent les uns des autres principalement par le nombre de pales. Ils peuvent être multipales, bipales ou même avec une seule pale et un contrepoids.

Parcs éoliens rotatifs

Les centrales éoliennes rotatives, ou rotatives, ont un axe de rotation vertical et ne dépendent pas de la direction du vent. Ceci constitue un avantage important si des courants d'air de lacet de surface sont utilisés. L’inconvénient des parcs éoliens de cette conception réside dans l’utilisation de générateurs multipolaires, qui fonctionnent à faible vitesse et ne sont pas largement utilisés.

Ces unités fonctionnent à faible vitesse et ne créent donc pas beaucoup de bruit. De plus, leur avantage est la simplicité schémas électriques, qui ne sont pas perturbés par de fortes rafales de vent occasionnelles.

Les experts estiment que les parcs éoliens rotatifs sont les plus prometteurs pour l’énergie éolienne à grande échelle. Certes, pour faire tourner une telle installation, il faut lui appliquer une énergie externe. Ce n'est que lorsqu'il atteint certains paramètres aérodynamiques qu'il passe du mode moteur au mode générateur.

Système combiné éolien-diesel

L'inconvénient des éoliennes - un approvisionnement inégal en électricité - dans les grands réseaux est compensé par un grand nombre d'installations.

Vous pouvez également compenser cet inconvénient en utilisant des systèmes combinés dotés de appareils spéciaux, répartissant les charges entre une centrale éolienne (WPP) et un moteur diesel. C'est pourquoi réseaux autonomes une petite puissance de 0,5 à 4 MW associée à un moteur diesel peut fonctionner de manière fiable et uniforme.

Un équipement moderne, qui permet d'économiser environ 65 % de carburant liquide par an, permet de connecter ou déconnecter un moteur diesel en quelques secondes seulement si nécessaire.

Parcs éoliens domestiques et industriels

Les centrales éoliennes domestiques ont une puissance de 250 W à 15 kW et peuvent fonctionner en conjonction avec des panneaux solaires, avec ou sans batterie.

L'électricité produite par les centrales éoliennes domestiques est assez chère, mais il arrive souvent qu'il n'y ait tout simplement pas d'autres sources.

Les centrales éoliennes nationales en Russie sont produites avec un générateur à courant continu qui charge des batteries d'une capacité allant jusqu'à 800 A/h. Tous les appareils électroménagers de la maison peuvent fonctionner avec de telles batteries : TV, bouilloire électrique, etc.

Le processus de chargement des batteries après déconnexion de la charge peut être assez long, en fonction de la force du vent et de la puissance du générateur.

Il existe également sur le marché russe des parcs éoliens étrangers ; ils sont assez chers, mais, en règle générale, ils produisent moins de la moitié de la puissance nominale.

Les parcs éoliens industriels ont une puissance nettement supérieure et sont généralement regroupés en réseaux uniques.

Les centrales éoliennes privées ont généralement une puissance de 3 à 5, moins souvent 10 kW. Si la vitesse annuelle moyenne du vent dans la région atteint 3 à 4 m/s, un tel parc éolien peut alors fournir de l'électricité à une maison de campagne, une station-service ou un petit café moyen.

Principales caractéristiques du parc éolien

La puissance nominale est le principal indicateur qui caractérise toutes les centrales électriques, les centrales éoliennes ne font pas exception. Elle est déterminée par la puissance produite par le générateur à une vitesse moyenne du vent de 12 m/s et dépend du type de station.

Suivant indicateur important est la tension nominale du parc éolien générée par le générateur. Il peut s'agir de 220 V, 12 V ou 24 V.

Cela dépend de la puissance de la turbine pouvoir électrique Générateur Étant donné que la puissance de la turbine est plus élevée, plus son diamètre est grand et, par conséquent, plus le mât est solide, cet indicateur est important lors du choix et du calcul de la conception du mât.

L'éolienne présente plusieurs autres caractéristiques. Ses performances sont importantes - c'est la quantité d'électricité que l'appareil génère par an. Lors du choix d’une éolienne, il faut savoir vitesse maximum vent auquel l'éolienne peut résister et sa vitesse minimale (de démarrage) à laquelle elle commence à tourner. La vitesse de rotation de la turbine et le nombre de pales jouent un rôle dans le choix.

Principe de fonctionnement et conception des parcs éoliens

Dans un parc éolien, le flux d'air fait tourner une roue à pales, à partir de laquelle le couple est transmis à d'autres mécanismes. Plus la roue est grande, plus elle capte de flux d’air et, par conséquent, plus elle tourne vite.

En termes physiques, la vitesse linéaire du vent est convertie en vitesse angulaire de rotation de l'axe du générateur, qui, à son tour, convertit le mouvement de rotation en énergie électrique, la transmettant via le contrôleur aux batteries. A la sortie de l’appareil, l’électricité est déjà adaptée à un usage domestique.

C'est-à-dire qu'une petite centrale éolienne se compose d'une turbine, de pales, d'une queue (mécanisme rotatif), d'un mât avec des câbles de haubanage, de batteries, d'un contrôleur de charge et d'un onduleur qui convertit le 12 V en 220 V.

En plus de ces appareils, un parc éolien industriel contient également des systèmes de surveillance de la direction et de la vitesse du vent, de l'état de l'éolienne et de la protection contre les décharges de foudre. De plus, le mât ne peut pas supporter des charges plus importantes et il est remplacé par une tour dans laquelle se trouvent tous les équipements supplémentaires.

Conception de parc éolien

Le principal indicateur qui permet de prendre une décision sur l’utilisation d’une centrale éolienne est la vitesse annuelle moyenne du vent, qui doit être d’au moins 5 m/s. Certes, il existe déjà aujourd'hui des parcs éoliens facilement accélérés, conçus pour l'alimentation électrique des ménages privés, qui commencent à fonctionner avec une vitesse minimale du flux d'air de 3,5 m/s.

Pour déterminer cet indicateur, des cartes de vent spéciales sont utilisées.

Des mesures de la vitesse du vent ont été prises dans diverses zones climatiques de Russie pour déterminer l'efficacité des centrales éoliennes. Des éoliennes et des centrales éoliennes fonctionnent déjà dans la région de Kaliningrad, sur les îles du Commandeur, à Mourmansk, dans la République de Sakha (Iakoutie) et au Bachkortostan.

Lorsque vous décidez d'installer une centrale éolienne ou un parc éolien privé, vous devez d'abord contacter des spécialistes pour effectuer des recherches sur la direction et la force du vent à l'aide d'anémomètres et établir des cartes de la disponibilité de son énergie. Sur la base de ces données, la conception d'une éolienne ou d'une station composée de plusieurs installations, ses paramètres techniques et géométriques sont calculés et développés.

Il est impossible de construire un parc éolien industriel d'une capacité suffisamment grande sans investisseurs, et des calculs effectués avec compétence et un projet élaboré permettront de déterminer la période de récupération du projet et d'attirer des financements supplémentaires.

Parcs éoliens privés

Selon des statistiques largement sous-estimées, qui ne tiennent pas compte des bâtiments et des structures isolés, environ 30 % des ménages privés des zones rurales, où la pose de réseaux électriques est impossible pour des raisons économiques, ne disposent pas d'électricité. Il n'y a même pas partout de générateurs de combustible liquide. Et nous sommes au 21ème siècle !

Des recherches ont montré que des centrales éoliennes de différentes capacités peuvent être installées dans de nombreuses régions du Nord et de l'Extrême-Nord, à Sakhaline et au Kamtchatka, dans la région de la Basse Volga, en Sibérie, en Carélie et dans le Caucase du Nord.

Le choix de l'installation est influencé par les besoins du client. Si vous devez assurer le fonctionnement de machines agricoles, une éolienne de faible puissance fera face à cette tâche. Si vous avez besoin d’électrifier un bâtiment entier, d’installer un éclairage public, d’assurer le chauffage de la maison, vous devez réaliser un projet de centrale éolienne.

En plus de la vitesse mensuelle moyenne du vent et de sa direction, il est nécessaire de calculer la consommation mensuelle moyenne et la charge de pointe d'électricité. De tels calculs peuvent être facilement effectués indépendamment si vous le souhaitez.

Il existe un autre indicateur qui affecte le coût de l'équipement et de l'installation des éoliennes. C'est la hauteur du mât. Plus le bâtiment est haut, plus plus vite le vent et plus cela coûte cher. La hauteur optimale du mât, selon les experts, est 10 fois supérieure à celle de l'arbre ou du bâtiment le plus haut dans un rayon de 100 m.

Centrale éolienne DIY

Pour faire fonctionner une pompe électrique, une télévision, un éclairage ou d'autres appareils électriques de faible puissance dans un chalet d'été, vous pouvez réaliser vous-même une installation éolienne si vous avez quelques connaissances en électrotechnique.

Aujourd’hui, les investissements en capital dans la construction de grandes centrales éoliennes augmentent en Europe. La construction de masse réduit le coût d'un kilowatt et le rapproche du prix de l'électricité obtenue à partir de sources traditionnelles.

La conception des centrales éoliennes est constamment améliorée, les performances aérodynamiques et électriques sont améliorées et les pertes sont réduites.

Les centrales éoliennes pour les maisons, selon les économistes, deviennent les projets énergétiques les plus rentables. À l’avenir, ils promettent d’être indépendants des tendances négatives de ce marché.