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LesLes
EOLIENNESEOLIENNES
IntroductionIntroduction
La lutte contre la pollution est de plus en plus importante et la recherche d’une énergie saine a aboutie au développement des éoliennes.
Leur implantation qui sert à desservir des régions entières ne date que d’une vingtaine d’années.
Comment fonctionnent ces « centrales électrique », quels mécanismes transforment le vent en source de courant?
plan
I. Description 1) La nacelle2) La tour
II. Stockage de l’énergie
III. L’éolienne au sein de l’environnement1) Les avantages2) Les inconvénients
IV. Question de santé?
1)1) La nacelleLa nacelle
La nacelle contient les principaux composants d’une éolienne.
Photos d’une nacelle,en cours d’entretient..
Schéma d’une Schéma d’une nacelle (modèle nacelle (modèle
NORDEX 1000)NORDEX 1000)
1- pale.
2- moyeu.
1&2- le rotor.
3-arbre de transmission ( lent).
10- tour.7- génératrice.
9- système d’orientation.
5- frein à disque
4- multiplicateur.
6- arbre rapide
8- système de commande
Les palesLes pales
Elles transfèrent la puissance du vent au moyeu du rotor.
Dimensions et tailles: jusqu’à 40m de longs et plus de 2,5 mètres de large.
Matériaux: fibre de verre.
Le moyeuLe moyeu
Le moyeu est une pièce en acier moulé.
Il supporte les pales et relie le rotor à la nacelle.
Il fait varier l’angle d’attaque des pales simultanément.
Moyeu lors de son assemblage avec l’arbre.
Le rotorLe rotor
Le rotor est constitué de 1 à 3 pales et est relié à la nacelle par son moyeu. Il transforme l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique.
Il fonctionne de la même manière qu’une hélice d’avion mais avec un sens de rotation inversé.
Rotor et ses 3 pales
Arbre de transmission
Il peut avoir 1 ou 2 arbres dans une nacelle.
~1er arbre: il transmet l’effort fourni par le rotor au multiplicateur et tourne à environ 20 tours/minute.
~2éme arbre: il entraîne la génératrice à 2000 tours/minute et est muni d’un frein à disque actionné en cas d’urgence
Multiplicateur.
Arbre lent
Arbre rapide
La génératrice
La génératrice
La génératrice est un alternateur qui transforme l’énergie mécanique en énergie électrique.
La rotation du rotor induit un champs électromagnétique qui entraîne la création du courant dans le stator de la génératrice. Sa puissance maximale délivre jusqu’à 2500 kW.
Une Génératrice en action.
Système d’orientation de la nacelle:
Les grandes éoliennes utilisent des moteurs électriques ou hydrauliques pour faire pivoter la nacelle face au vent.
Une girouette, qui détermine l’orientation du vent, va déclencher les moteurs.
Girouette d’une moyenne éolienne.
Orientation des pales
Deux solutions sont encore en concurrence :l’éolienne à rotor face au vent et l’éolienne à hélice sous le vent.
L’éolienne à rotor face au vent nécessite soit une dérive, soit une orientation actionnée par un servomoteur recevant des informations et commandes de la part d’une girouette.
Les systèmes les plus simples sont ceux qui laissent l’hélice sous le vent. Le capteur, placé à l’amont du support, nécessite une
gouverne
Système contrôle-commande
C’est un dispositif qui surveille l’état et le dispositif d’orientation. En cas de défaillance le système stop l’éolienne et le signal à l’ordinateur de l’opérateur via un modem téléphonique.
Le système actionne le frein à disque situé sur
l’arbre.
Armoire de contrôle
2) La tour
Elle soutient la nacelle et le rotor.
Matériaux: en béton massif ou en acier (tubulaire).
Tour en cour de montage.
Technicien dans la nacelle de la tour
Dimensions: plus de 80 m de haut et un diamètre supérieur à 10m.
II. Stockage l’énergie électrique
Stocker l'énergie éolienne sous la forme d'hydrogène :
Des expérimentations sont menées pour accumuler l'énergie éolienne en la convertissant en hydrogène stockée sous terre dans de grands réservoirs
Le stockage sous forme d'air comprimé
Des parcs éoliens seront prochainement couplés avec une centrale de stockage d'air comprimé en Allemagne.
Le stockage de l'énergie par remontée de l'eau
De l'eau est pompée et remontée vers des barrages hydroélectrique
Le stockage de l'énergie avec une batterie géante.
L'unité de stockage au sodium soufre pèse 80 tonnes et peut stocker une quantité d'énergie de 7,2 MW/heure. de quoi alimenter 500 foyers pendant 7 heures environ. Cependant, son prix est environ 5,4 millions de dollars.
III. L’éolienne au sein de l’environnement
1)Les avantagesNe pollue pas
Le bruit (par rapport à une centrale électrique)
Ne nuit pas à la santé
Tourisme: le site de Delabole a attiré plus de 100000 visiteurs
2) Les inconvénientsL’impact visuel
L’avifaune
Le coût
IV.Question de santé?
Les aérogénérateurs produisent de l'électricité. sans nuire à la qualité de l'air. sans polluer les eaux et les solsDans ce domaine, l'effet des parcs éoliens sur la santé humaine est bénéfique.
Le bruit est pris en compte dans les projets éoliens . les niveaux de bruit générés par les parcs éoliens sont peu élevés ;. on évite de les implanter à proximité des habitations.Les champs électromagnétiques induits par les éoliennes sont faibles.
Éolienne très futuriste
Envie de recharger son portable?
Conclusion
Le fonctionnement des grandes éoliennes reste simple mais demande une attention particulière.
La principale qualité de cette source d’énergie c’est qu’elle ne pollue pas. Un parc à éolienne peut alimenter une région entière sans le soutien de
centrales électriques. Mais il est parfois moins rentable d’installer des éoliennes qu’une
centrale car l’investissement est de plus de 600 000 €.
Mais une Terre sans pollution a-t-elle un prix?
Schémas:
Sources
http://energie-verte.blogspot.com/2007/01/des-ides-pour-stocker-l-des-eoliennes.html
http://www.ademe.fr/particuliers/Fiches/eolienne/rub7.htm
http://pagesperso-orange.fr/badkiller.alex/
http://www.windpower.org/fr/tour/wres/index.htm
Science et vie junior
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