TPE sur les éoliennes (aérodynamisme)

                                               TPE: Aérodynamisme[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

                          Fonctionnement d’une éolienne

Une éolienne, verticale ou horizontale, se sert de l’énergie cinétique du vent pour le convertir en énergie électrique avant de l’envoyer à la centrale de l’électrique.

Le vent, en arrivant sur les pales de l’éolienne, va les mettre en mouvement (conversion de l’énergie cinétique en énergie mécanique) et entraîner avec eux le rotor, qui attaché à l’arbre situé dans la nacelle, va faire tourner l’arbre. L’énergie mécanique de l’arbre sera convertie en énergie électrique par un alternateur qui produira un courant alternatif et ensuite élevée par un transformateur.

NB. : Pour démarrer, les pales de l’éolienne nécessitent un vent d’au moins 10 à 15 km /h. Pour des raisons de sécurité, l’éolienne arrête de fonctionner quand les pales atteignent une vitesse de 90km/h.

                                           L’énergie récupérable

Puissance théoriquement récupérable
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P: puissance récupérable (Watt)
[pic 13]: débit massique du volume d'air traversant la surface S en 1 seconde (kg/s)
[pic 14]: masse volumique de l'air (kg/m3)
[pic 15]: vitesse de l'air traversant le dispositif (m/s)
[pic 16]: surface du dispositif de récupération (m2)
[pic 17]: débit volumique d'air (m3/s)

elle dépend de 3 grands paramètres : la longueur et la forme (et aussi du nombre) des pales, la vitesse du vent et enfin la température qui jouera sur la densité de l'air.

Puissance du vent contenue dans un cylindre de section[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]: masse volumique de l'air (air atmosphérique sec, environ : 1,23 kg/m3 à 15 °C et à pression atmosphérique 1,0132 bar)
[pic 21]: surface du capteur éolien (en m2)
[pic 22]:  vitesse du vent (en m/s)

                                         Les éoliennes à axes verticaux

 Les pales de ce type d'éolienne tournent autour d'une tige verticale (perpendiculaire au sol). Ces dernières, les moins utilisées, tendent de plus en plus à remplacer celles à axes horizontaux. Les éoliennes à axes verticaux n'ont pas besoin de vents puissants pour fonctionner, nécessitent de moins d'espace que les éoliennes à axes horizontaux, et fonctionnent avec n’importe quel sens du vent auquel il est soumis.

Le type Darrieus:   A pales verticales, paraboliques ou hélicoïdales, les éoliennes de type Darrieus utilisent la force de portance du vent, comme les éoliennes classiques.