Une éolienne est composée de deux éléments principaux : les pales du rotor et la génératrice de l’éolienne qui est la machine électrique utilisée pour produire l’électricité. Un générateur électrique à bas régime est utilisé pour convertir la puissance de rotation mécanique produite par l’énergie du vent en électricité utilisable pour alimenter nos foyers et constitue le cœur de tout système éolien.
La conversion de l’énergie mécanique rotative générée par les pales du rotor (connue sous le nom de moteur principal) en énergie électrique utile pour les applications domestiques d’électricité et d’éclairage ou pour charger les batteries peut être accomplie par l’un des principaux types suivants de machines électriques rotatives couramment utilisées dans les systèmes de production d’énergie éolienne :
- 1. La machine à courant continu (CC), également connue sous le nom de dynamo
- 2. La machine synchrone à courant alternatif (CA), également connue sous le nom de générateur CA
- 3. La machine à induction à courant alternatif (CA), également connue sous le nom d’alternateur
Toutes ces machines électriques sont des dispositifs électromécaniques qui fonctionnent selon la loi d’induction électromagnétique de Faraday. C’est-à-dire qu’elles fonctionnent par l’interaction d’un flux magnétique et d’un courant électrique, ou flux de charge. Comme ce processus est réversible, la même machine peut être utilisée comme un moteur électrique classique pour convertir l’énergie électrique en énergie mécanique, ou comme un générateur qui reconvertit l’énergie mécanique en énergie électrique.
Les machines électriques les plus couramment utilisées pour les applications des éoliennes sont celles qui agissent comme des générateurs, le générateur synchrone et le générateur à induction (comme illustré) étant couramment utilisés dans les grands systèmes de générateurs d’éoliennes. En général, les éoliennes de petite taille ou de fabrication artisanale ont tendance à utiliser un générateur CC à aimant permanent à faible vitesse ou une dynamo, car ils sont petits, bon marché et beaucoup plus faciles à connecter.
Le type de générateur électrique que nous pouvons utiliser pour produire de l’énergie éolienne fait-il une différence ? La réponse est à la fois oui et non, car tout dépend du type de système et d’application que vous souhaitez. La sortie CC à basse tension d’un générateur ou d’une ancienne dynamo peut être utilisée pour charger des batteries, tandis que la sortie sinusoïdale CA plus élevée d’un alternateur peut être connectée directement au réseau local.
En outre, la tension de sortie et la demande de puissance dépendent entièrement des appareils que vous possédez et de la façon dont vous souhaitez les utiliser. En outre, l’emplacement de l’aérogénérateur, la ressource en vent qui le maintient en rotation constante pendant de longues périodes ou la vitesse de l’aérogénérateur et donc sa production varient en fonction des variations du vent disponible.
Production d’électricité
Un aérogénérateur est ce qui produit votre électricité en convertissant l’énergie mécanique en énergie électrique. Soyons clairs : elles ne créent pas d’énergie et ne produisent pas plus d’énergie électrique que la quantité d’énergie mécanique utilisée pour faire tourner les pales du rotor. Plus la « charge », ou demande électrique placée sur le générateur, est importante, plus la force mécanique nécessaire pour faire tourner le rotor est élevée. C’est pourquoi les générateurs existent en différentes tailles et produisent différentes quantités d’électricité.
Dans le cas d’un « aérogénérateur », le vent pousse directement contre les pales de l’éolienne, ce qui convertit le mouvement linéaire du vent en un mouvement rotatif nécessaire pour faire tourner le rotor du générateur. Il est donc important d’avoir une bonne conception des pales de l’éolienne pour extraire le plus d’énergie possible du vent.
Tous les générateurs électriques à turbine fonctionnent grâce aux effets du déplacement d’un champ magnétique devant une bobine électrique. Lorsque des électrons circulent dans une bobine électrique, un champ magnétique est créé autour d’elle. De même, lorsqu’un champ magnétique passe devant une bobine de fil, une tension est induite dans la bobine, conformément à la loi de Faraday sur l’induction magnétique, ce qui provoque la circulation des électrons.
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