Le vent est la forme énergie solaire. Les vents sont provoqués par un réchauffement inégal de l'atmosphère par le soleil, par la structure irrégulière de la surface terrestre et par sa rotation. Les trajectoires du vent sont modifiées par le paysage terrestre, les plans d’eau et la végétation. Les gens utilisent le vent ou l’énergie éolienne à de nombreuses fins : la voile, le cerf-volant et même la production d’électricité. Les termes « énergie éolienne » et « énergie éolienne » décrivent le processus d'utilisation du vent pour produire de l'énergie mécanique ou de l'électricité. Éoliennes(éoliennes) convertissent l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique, qui peut être utilisée pour un certain nombre de tâches spécifiques, comme moudre le grain ou pomper de l’eau.

Alors, comment les éoliennes produisent-elles de l’électricité ? En termes simples, une éolienne fonctionne face à un ventilateur. Au lieu d’utiliser l’électricité pour créer du vent, comme un ventilateur, les éoliennes utilisent le vent pour créer de l’électricité. Le vent fait tourner les pales qui font tourner un arbre relié à un générateur qui produit de l'électricité.

Cette vue aérienne d'une « centrale éolienne » montre comment un groupe d'éoliennes peut produire de l'électricité pour les réseaux de consommation. Grâce aux lignes de transport et de distribution, il atteint les habitations, les entreprises, les écoles, etc.

Types d'éoliennes

Les turbines modernes se répartissent en deux groupes principaux : à axe horizontal et à axe vertical, similaires au modèle « batteur » Darrieus, du nom de son inventeur français. Les turbines à axe horizontal ont généralement deux ou trois pales. Ces éoliennes tripales fonctionnent « au près », avec les pales face au vent.

La turbine GE Wind Energy de 3,6 mégawatts est l’une des plus grandes jamais installées :

Les turbines plus grandes sont plus efficaces. Et en termes de prix aussi.

Tailles des éoliennes

La gamme de tailles des turbines « de service » s'étend de 100 kilowatts à plusieurs mégawatts. Les grandes éoliennes sont regroupées en « parcs éoliens » qui fournissent de l'électricité en gros au réseau.

Les petites turbines simples de moins de 100 kW sont utilisées pour alimenter les maisons, les antennes de télécommunications ou les pompes à eau. Les petites turbines sont parfois utilisées conjointement avec générateurs diesel, batteries et panneaux solaires. Ces systèmes sont appelés « systèmes éoliens hybrides » et sont utilisés dans des endroits éloignés où la connexion au réseau électrique n’est pas possible.

À l'intérieur d'une éolienne

• Concernant les pales (à axe horizontal), j'ai aimé l'article du magazine « Modelist-Constructor », 1993, n°8. http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/%27%27Modelist-konstruktor%27%27/%27%27MK%27%27,1993,N08.%5Bdjv-002%5D.zip C'est clairement écrit là et principe de fonctionnement et comment le faire.
• Plutôt que de regarder une telle presse, il vaut mieux lire (pensivement) le livre de Fateev « Wind Engines and Wind Turbines ».
• Concernant les éoliennes industrielles dzen +1 [B] Trois pales comme compromis entre D'une part, la volonté d'assurer la solidité structurelle des pales et de réduire les charges dynamiques, de réduire le coût des éoliennes en réduisant le nombre de pales, pour assurer niveau admissible le bruit et les vibrations aérodynamiques, augmentant avec l'augmentation de la vitesse de déplacement des extrémités des pales et, d'autre part, la volonté d'augmenter l'efficacité de l'éolienne, qui augmente avec l'augmentation de la vitesse de l'éolienne et du nombre de pales. [I] Manuel « Moteurs éoliens et éoliennes » Fateeva E.M.
• Une éolienne à 3 pales a un moment d'inertie constant par rapport à l'axe d'orientation, indépendant de la position des pales, donc aucune vibration ne se produit lorsque l'éolienne est orientée. La lame à 2 tremble lors de l'orientation.
• RE : Pourquoi 3 pales / Vitaly71 Bon, tout d'abord, le rendement est le plus élevé pour une seule pale, mais il est dynamiquement déséquilibré. Et le bruit d'un bipale est flagrant, mais un tripale est ce dernier avec un coefficient élevé, puisque augmenter la pale au-delà de 3...5 NE CHANGE PAS le rendement, mais cela réduit fortement la VITESSE de rotation, ce qui signifie consommation de matière
• En fonction de la vitesse de l'éolienne, pour un KIEV maximum, il existe un facteur de remplissage optimal de l'éolienne et cela dépend peu du nombre de pales ; l'éolienne idéale est un nombre infini de pales infiniment étroites ; Les plus équilibrés sont 3, 6, 12, 18, ..., 3 est le nombre minimum.
• Mais le bruit de la lame à deux lames ne m’a pas dérangé, même si j’ai affûté le mauvais tranchant par inattention.
• est-ce à propos d'un gigawatt ??? Mais le vent ordinaire (non capté) provoque également une large gamme de vibrations sonores (INF incluses), appuyant de manière chaotique sur les feuilles, les branches d'arbres, les fenêtres et les murs des bâtiments. Et même en plein champ, le vent presse les oreilles d’une personne. Les orages et les tremblements de terre sont également générateurs d'infrasons. Les insectes et certaines plantes (tumbleweeds) peuvent être emportés par les courants d'air. Interdire tout ça de toute urgence !!! :)))
• Oui, ce sont des absurdités, des rumeurs qui ont été soutenues financièrement dans les années 80 par les propriétaires de centrales thermiques.
• Bonjour, messieurs. Vos conversations sont intéressantes, mais je m'excuse, j'ai une question, est-ce que quelqu'un a assemblé une turbine Gorlov (http://www.quietrevolution.com/) Je l'ai fait, mais elle ne tourne pas même par vent fort, si quelqu'un sait quel est le secret (il y a un truc quelque part) je ne sais pas où)
• On dirait qu'une autre personne veut monter sur un râteau. Il existe une vérité simple, confirmée théoriquement et pratiquement plus d'une fois : toutes les verticales sont faites pour la beauté, mais pas pour le travail.
• Ce soi-disant turbine à gorge - un rotor Darrieus ordinaire, tordu en spirale pour réduire les charges soudaines à court terme. Mais en plus de réduire les charges, le KIEV chute fortement et donc, pour qu'il tourne, il faut fabriquer des pales de très haute qualité et avoir un vent fort. Eh bien, c’est bien de l’utiliser uniquement pour la beauté ou pour promouvoir certains investisseurs contre de l’argent.
• Autrement dit, personne ne sait ce qu’il faut pour le faire tourner ?
• Lames de haute qualité et vents forts.
• Le profil des lames doit être précis ; les bandes plates ne fonctionneront pas. De plus, il y a un bon vent et il faut l'accélérer jusqu'à atteindre la vitesse de fonctionnement ; la turbine elle-même n'accélérera pas même par bon vent. Par rapport à une éolienne à axe horizontal, son CIV est presque 3 fois plus petit. C'est magnifique, rien à dire :)
• le profil de l'aile ? Et pour l'accélération, vous pouvez utiliser un rotor Savonius.
• Il a été prouvé par les calculs et la pratique que le profil de la pale (corde) doit être proche de l'idéal, le plan avant reflétant le flux du vent à l'angle d'attaque où se crée une surpression peut être plat, mais le plan arrière du lame, afin de créer une plus grande différence de pression d'air derrière la lame que devant elle, elle doit être convexe, ne créant pas uniformément des masses d'air raréfiées. Peut-être que quelque chose ne va pas ?
• Oui, regardez n'importe quel atlas de profils aérodynamiques et voyez de quel type de profils il s'agit.
• Oui, je les connais.
• Dans les grandes turbines (relativement parlant), les pales sont contrôlées indirectement, de l'extérieur. Au moins en Crimée, dans les parcs éoliens, le contrôle se faisait depuis un ordinateur personnel, en fonction de la charge, de la vitesse, etc.

L'éolienne Sheerwind d'INVELOX produirait six fois plus d'énergie que les éoliennes traditionnelles. Cette technologie n'est pas un mot nouveau dans le domaine de la dynamique des fluides, mais elle est nouvelle façon production d'énergie - et si elle s'avère couronnée de succès, elle donnera une impulsion puissante au développement de l'ensemble de l'industrie éolienne.

Regardons de plus près le principe de son fonctionnement.

La société énergétique SheerWind du Minnesota, aux États-Unis, a annoncé les résultats des tests de son éolienne de nouvelle génération Invelox. La société affirme que lors des tests, l’éolienne a été capable de produire six fois plus d’énergie que ce que les éoliennes à tour conventionnelles peuvent produire dans le même laps de temps. De plus, les coûts de production de l’énergie éolienne avec Invelox sont inférieurs, ce qui leur permet de rivaliser sur un pied d’égalité avec le gaz naturel et l’hydroélectricité.

Invelox adopte une nouvelle approche de l'énergie éolienne car elle ne repose pas sur des vitesses de vent élevées. La turbine Invelox est capable de capter le vent quelle que soit sa vitesse, même les brises légères au-dessus du sol. Le vent capturé traverse le conduit et prend de la vitesse tout au long du trajet. L’énergie cinétique qui en résulte alimente un générateur au sol. En combinant le flux d'air depuis le sommet de la tour, plus de puissance peut être générée avec des pales de turbine plus petites et même au maximum. vent léger, dit SheerWind.

Cette tour amusante agit comme une cheminée, dirigeant le vent de n'importe quelle direction vers un générateur à turbine basé au sol. En faisant passer le vent à travers un canal étroit, il crée en fait un effet de réaction qui augmente la vitesse du flux, tout en abaissant simultanément sa pression. Ce processus a un nom : l'effet Venturi, et il permet à la turbine, située dans la partie la plus étroite du passage, de tourner plus rapidement.

Grâce à cela, la tour peut produire de l'électricité même à des vitesses de vent extrêmement faibles, ce qui la distingue extrêmement avantageusement des technologies éoliennes actuelles. Cette idée est si simple, élégante et prometteuse qu’elle pourrait être la réponse à de nombreux problèmes dans ce domaine prometteur des énergies alternatives. En plus de l'investissement initial inférieur et puissance accrue et d'efficacité, cela résout également le problème des oiseaux et des chauves-souris qui meurent souvent dans les éoliennes (un problème vraiment sérieux avec ces appareils).

Quant aux affirmations d'une puissance six fois supérieure, comme pour de nombreuses nouvelles technologies qui promettent des avancées en termes de performances, cela doit être considéré avec prudence. L'affirmation de SheerWind est basée sur ses propres tests comparatifs, dont la méthodologie exacte n'est pas tout à fait claire.

"Nous avons utilisé le même générateur à turbine Invelox et l'avons monté sur la tour comme pour les éoliennes traditionnelles", a déclaré un porte-parole de SheerWind. « Nous avons mesuré la vitesse du vent et la puissance fournie. Ensuite, nous avons replacé le même système de turbine-générateur, mesuré la vitesse du vent libre, la vitesse du vent à l'intérieur de l'INVELOX et la puissance. Nous avons ensuite mesuré les qualités vitesse-résistance pendant 5 à 15 jours (selon le test) et calculé l'énergie en kW/h. Autrefois, il y avait six cents pour cent d’énergie en plus. En moyenne, les résultats variaient de 81 à 660 pour cent, la moyenne étant d'environ 314 pour cent d'énergie en plus.

Invelox peut fonctionner avec des vitesses de vent de 1,5 km. L'éolienne Invelox ne coûte que 750 dollars pour une installation de 1 kilowatt. Le constructeur affirme également que les coûts d’exploitation sont nettement inférieurs à ceux des turbines de technologie conventionnelle. En raison de sa petite taille, le système est censé être plus sûr pour les oiseaux et autres animaux sauvages. faune, comme la turbine Ewicon sécurisée. Le système a également la capacité de connecter plusieurs turbines à un seul générateur, c'est-à-dire de recevoir de l'énergie du même générateur.

De nos jours, il devient impossible de vivre sans électricité. Tous les appareils, équipements et outils pouvant fournir à une personne un confort au moins minimal et la capacité de travailler de manière productive nécessitent de l'énergie. Dans le même temps, la possibilité de se connecter au réseau n'est pas toujours disponible, il existe donc un besoin en appareils capables de produire de l'électricité à partir des sources existantes. L'un des projets prometteurs et options disponibles est l’énergie éolienne.

Éolienne de type turbine : qu'est-ce que c'est ?

Conception d'éolienne de type turbine Aujourd'hui, c'est l'un des plus efficaces. La raison en est que dans les appareils de ce type, on obtient combinaison optimale zones et leurs configurations. La diminution de la taille est compensée par une augmentation du nombre et, parallèlement, il y a une forte diminution de l'effet d'équilibrage négatif sur inconvénients lames, ce qui crée une force qui s’oppose à la rotation.

De plus, de plus en plus de conceptions de turbines se caractérisent par de faibles niveaux de bruit, qui sont également causés par la petite surface des pales et les dimensions relativement petites de l'appareil lui-même, ce qui ne crée pas forte résistance le flux du vent. Le risque de fracture ou est également considérablement réduit, puisque la dérive des pales est bien moindre que celle des appareils plus traditionnels.

Éoliennes de troisième génération

Le principe de la turbine dans la conception des éoliennes est considéré comme le plus efficace. De tels dispositifs démontrent une efficacité relativement élevée et sont capables de démarrer la rotation à . Cette direction est considérée comme l'industrie de l'énergie éolienne la plus prometteuse, et les éoliennes créées selon ce principe sont classées comme modèles de la nouvelle troisième génération.

Dans le même temps, les développements industriels sont encore très peu nombreux. Fondamentalement, ils sont représentés par des modèles étrangers avec de faibles performances et des prix élevés, ce qui constitue une sérieuse barrière entre eux et les consommateurs. Dans le même temps, cette situation stimule la croissance de développements indépendants, dont beaucoup peuvent changer radicalement la situation de l’énergie éolienne dans son ensemble.

De plus, si au début des personnes aléatoires étaient engagées dans la fabrication de tels appareils, il existe désormais parmi les concepteurs amateurs un pourcentage élevé de professionnels qui ont formation spéciale et capables de calculer avec précision leurs projets. C’est pourquoi il dépasse souvent les dessins industriels.

La situation actuelle est telle que l'évolution échelle industrielle, réalisés par des entreprises étrangères, se concentrent davantage sur une productivité élevée, tandis que les inventions des maîtres nationaux servent à créer la capacité de fournir de l'électricité petite zone- maison privée, domaine, expédition, etc., ce qui implique des prix et des conditions d'utilisation différents.

Types et types d'éoliennes

Classification des éoliennes produits selon différents critères. Tout d'abord, ils sont divisés en :

• Horizontal. L'axe de rotation du rotor est horizontal, les appareils ont plus haute efficacité travail, mais nécessitent une orientation précise dans la direction du vent.
• Verticale. Ces échantillons tournent autour d’un axe vertical, la direction du flux d’air n’a donc pas d’importance pour eux.

Par type de construction :

• Lobé.
• Turbine.

De plus, il existe une division selon la structure des pales :

• Lame dure.
• Voile (fabriqué à partir de matériaux souples ou tissu tendu sur un cadre).

Par objectif :

• Ménage
• Industriel
• Commercial.

Il faut tenir compte du fait que la classification des éoliennes est très arbitraire ; de nouvelles options et types de conception apparaissent constamment qui ne rentrent pas dans le cadre des groupes donnés. Le processus de développement et de promotion de cette direction est à un stade croissant, parlons donc d'une classification finale et détaillée sens officiel C'est trop tôt.

Performances générales des turbines

Le principal paramètre qui intéresse en premier lieu le consommateur est la puissance de l’appareil. Il s'agit d'un indicateur de l'efficacité d'une éolienne qui vous permet d'évaluer le coût de l'énergie reçue et de décider dans quelle mesure un tel appareil résout le problème existant.

Le deuxième indicateur, non moins important et significatif, est prix de l'éolienne. Les échantillons trop chers ne sont pas disponibles pour les utilisateurs ordinaires et leur production est donc irrationnelle d'un point de vue économique.

De plus, il prend en compte maintenabilité, caractéristiques de fonctionnement et de maintenance de l'appareil. Ces questions sont dans une certaine mesure encore plus importantes que le prix, puisque l'achat est effectué une seule fois et que l'entretien et les réparations peuvent être effectués assez souvent, ce qui entraîne des coûts permanents.

Il faut tenir compte du fait qu'une éolienne est un complexe constitué d'un assez grand nombre de composants. Les performances de l'ensemble du système dépendent des paramètres individuels des éléments ; un seul nœud faible peut donc réduire les performances de l'ensemble du complexe. paramètres importants nous devons mentionner la correspondance complète et la compatibilité de tous les nœuds et éléments les uns avec les autres.

Nouveaux générateurs éoliens verticaux

Le grand intérêt porté à l’énergie éolienne, à ses capacités et à ses perspectives a créé un puissant mouvement vers développement indépendant et conception divers appareils. De nombreuses conceptions nouvelles et inhabituelles d'éoliennes ont été créées, dont certaines sont très efficaces, ce qui leur permet de devenir des prototypes de dispositifs énergétiques du futur. Examinons-en quelques-uns :

Éolienne de type hyperboloïde

Une conception dont l'idée principale est de maximiser l'efficacité en réduisant la pression du vent sur les faces arrière des pales. Il s'agit d'un rotor vertical avec des pales en tige situées le long du cercle de rotation, créant un contour en forme d'hyperboloïde. Surface utilisable l'impact du flux augmente considérablement. L'efficacité d'un tel dispositif est bien supérieure à celle des conceptions conventionnelles ; le rotor peut démarrer avec un vent de seulement 1,4 m/s.

Éolienne Tretiakov

La conception de Tretiakov est assez complexe, mais très appareil efficace. Principe de fonctionnement repose sur la capture du flux d'air et l'organisation de sa direction de manière à ce qu'aucune résistance ne se crée.

La turbine à pales est située à l'intérieur d'une structure d'admission d'air qui reçoit le flux du vent venant en sens inverse et le distribue de manière à ce qu'il agisse sur les pales dans le sens de bas en haut. Ce point est assez important : le vecteur de la force appliquée réduit le coefficient de frottement, ce qui facilite le démarrage de la rotation et permet de travailler efficacement à faible vitesse du vent. En même temps, malgré type vertical conception, l'appareil est exigeant sur la direction du vent et doit être orienté dans le sens du flux. Cela se produit automatiquement ; la forme de la coque facilite les virages au vent.

La capacité de travailler avec des débits faibles est importante pour la plupart des régions de notre pays, et la compacité et la fiabilité de la conception garantissent une utilisation à long terme.

Éolienne à rotor Bolotov

L'éolienne, basée sur les développements de la famille Bolotov, est principalement destinée à résoudre les problèmes d'alimentation électrique des maisons privées, des unités mobiles ou d'autres zones ponctuelles, fixes et mobiles. La conception est un rotor vertical équipé de pales modulaires installées en coupe, les unes au-dessus des autres.

Un appareil de redressement fixe est installé à l'extérieur, captant les flux de vent et les dirigeant sous le bon angle, à l'exclusion de l'effet d'équilibrage sur l'envers des pales. Le redresseur remplit simultanément la fonction de stator, ce qui augmente la puissance et l'efficacité de l'éolienne.

La principale caractéristique de l'appareil est qu'il ne nécessite pas de mât pour s'élever au-dessus du niveau du sol. De plus, la force du vent requise pour démarrer la rotation est relativement faible, ce qui permet à cette conception d'être utilisée dans n'importe quelle région.

Générateur éolien Revolution Air Designer

Cet appareil est l'idée originale du designer français Philippe Starck. La conception est un type de rotor hélicoïdal. Il est prévu de produire deux tailles standards d'une puissance de 1 kW et 400 W. En conséquence, la taille du moulin à vent sera de 140 et 90 cm.

Les paramètres de conception sont franchement faibles : la vitesse du vent requise pour le lancement est de 14 m/s et le coût des modèles est respectivement de 3 500 et 2 500 euros. De telles qualités ne permettent pas à la conception d'être sérieusement considérée comme une solution au problème d'approvisionnement en énergie, transformant l'appareil uniquement en un jouet de statut coûteux.

La résolution des problèmes d’approvisionnement en électricité dans les régions isolées incombe souvent aux habitants eux-mêmes, les obligeant à recourir à des sources alternatives. Les modèles industriels ne sont le plus souvent pas disponibles en raison de prix élevé, il faut donc utiliser installations faites maison. L'abondance de développements présentant un rendement et une efficacité élevés par rapport aux échantillons d'usine contribue à la diffusion et à la promotion des éoliennes de conceptions alternatives.

Les minéraux extraits des profondeurs de la terre et utilisés par l’humanité comme ressources énergétiques ne sont malheureusement pas illimités. Chaque année, leur valeur augmente, ce qui s'explique par une diminution des niveaux de production. Les centrales éoliennes pour la maison constituent une option alternative et croissante en matière d’approvisionnement en énergie. Ils vous permettent de convertir l'énergie éolienne en CA , qui permet de répondre à tous les besoins en électricité de n'importe quel appareils électroménagers. Le principal avantage de ces générateurs est leur respect absolu de l'environnement, ainsi que leur utilisation gratuite de l'électricité pendant un nombre illimité d'années. Les autres avantages d'une éolienne pour la maison, ainsi que les caractéristiques de son fonctionnement, seront discutés plus en détail.

Même les peuples anciens ont remarqué que le vent peut être un excellent assistant dans la réalisation de nombreux travaux. Moulins à vent, qui permettait de transformer le grain en farine sans dépenser propre force, sont devenus les fondateurs des premières éoliennes.

Les centrales éoliennes sont constituées d'un certain nombre de générateurs capables de recevoir, de convertir et de stocker l'énergie éolienne en courant alternatif. Ils peuvent facilement alimenter une maison entière en électricité venue de nulle part.