Éolienne

Une éolienne est un dispositif qui convertit l’ énergie cinétique du vent en énergie électrique . Des centaines de milliers de grandes turbines , dans des installations connues sous le nom de parcs éoliens , génèrent désormais plus de 650 gigawatts d’électricité, auxquels s’ajoutent 60 GW chaque année. ^[1] Ils constituent une source d’ énergie renouvelable intermittente de plus en plus importante et sont utilisés dans de nombreux pays pour réduire les coûts énergétiques et réduire la dépendance aux combustibles fossiles . Une étude a affirmé qu’en 2009,^{[mettre à jour]}le vent avait « les émissions relatives de gaz à effet de serre les plus faibles, les demandes de consommation d’eau les moins élevées et… les impacts sociaux les plus favorables » par rapport aux sources d’énergie photovoltaïque , hydraulique , géothermique , au Charbon et au gaz . ^[2]

Thorntonbank Wind Farm , utilisant des turbines de 5 MW REpower 5M en mer du Nord au large de la Belgique .

Les éoliennes plus petites sont utilisées pour des applications telles que la charge de la batterie pour l’alimentation auxiliaire des bateaux ou des caravanes et pour alimenter les panneaux d’avertissement de la circulation. Les éoliennes plus grandes peuvent contribuer à l’alimentation électrique domestique tout en revendant l’énergie inutilisée au fournisseur d’électricité via le réseau électrique .

Les éoliennes sont fabriquées dans une large gamme de tailles , avec des axes horizontaux ou verticaux.

Histoire

L’éolienne génératrice d’électricité de James Blyth , photographiée en 1891 Éoliennes de Nashtifan au Sistan , Iran.

La roue éolienne de Hero of Alexandria (10 après JC – 70 CE) marque l’un des premiers exemples enregistrés d’éolienne alimentant une machine dans l’histoire. ^{[3] [4]} Cependant, les premières centrales éoliennes pratiques connues ont été construites au Sistan , une province orientale de la Perse (aujourd’hui l’Iran), à partir du 7ème siècle. Ces ” Panemone ” étaient des éoliennes à axe vertical, qui avaient de longs arbres d’entraînement verticaux à pales rectangulaires. ^[5] Composés de six à douze voiles recouvertes de nattes de roseau ou de tissu, ces moulins à vent étaient utilisés pour moudre le grain ou puiser de l’eau, et étaient utilisés dans les industries de la meunerie et de la canne à sucre. ^[6]

L’énergie éolienne est apparue en Europe au Moyen Âge . Les premiers enregistrements historiques de leur utilisation en Angleterre datent du 11ème ou 12ème siècles, il y a des rapports de croisés allemands emportant leurs compétences de fabrication de moulins à vent en Syrie vers 1190. ^[7] Au 14ème siècle, les moulins à vent hollandais étaient utilisés pour drainer les zones du delta du Rhin . Les éoliennes avancées ont été décrites par l’inventeur croate Fausto Veranzio . Dans son livre Machinae Novae (1595), il décrit des éoliennes à axe vertical avec des pales courbes ou en forme de V.

La première éolienne produisant de l’électricité était une machine de charge de batterie installée en juillet 1887 par l’universitaire écossais James Blyth pour éclairer sa maison de vacances à Marykirk , en Écosse. ^[8] Quelques mois plus tard, l’inventeur américain Charles F. Brush a pu construire la première éolienne à fonctionnement automatique, après avoir consulté les professeurs et collègues universitaires locaux Jacob S. Gibbs et Brinsley Coleberd et avoir réussi à faire examiner les plans par des pairs pour la production d’électricité. ^[8] Bien que la turbine de Blyth ait été considérée non économique au Royaume-Uni, ^[8] la génération d’électricité par les éoliennes était plus rentable dans les pays avec les populations largement dispersées. ^[7]

La première éolienne à fonctionnement automatique, construite à Cleveland en 1887 par Charles F. Brush. Il mesurait 60 pieds (18 m) de haut, pesait 4 tonnes (3,6 tonnes métriques) et alimentait un générateur de 12 kW . ^[9]

Au Danemark en 1900, il y avait environ 2500 éoliennes pour des charges mécaniques telles que des pompes et des moulins, produisant une puissance de pointe combinée estimée à environ 30 Mégawatts (MW). Les plus grandes machines étaient sur des tours de 24 mètres (79 pieds) avec des rotors à quatre pales de 23 mètres (75 pieds) de diamètre. En 1908, il y avait 72 générateurs électriques éoliens fonctionnant aux États-Unis de 5 KiloWatts (kW) à 25 kW. À l’époque de la Première Guerre mondiale, les fabricants d’éoliennes américains produisaient 100 000 éoliennes agricoles chaque année, principalement pour le pompage de l’eau. ^[dix]

Dans les années 1930, les éoliennes pour l’électricité étaient courantes dans les fermes, principalement aux États-Unis où les systèmes de distribution n’avaient pas encore été installés.

Un précurseur des éoliennes modernes à axe horizontal était en service à Yalta , URSS en 1931. Il s’agissait d’un générateur de 100 kW sur une tour de 30 mètres (98 pieds), connecté au système de distribution local de 6,3 kV. Il a été signalé qu’il avait un facteur de capacité annuel de 32 %, ce qui n’est pas très différent des éoliennes actuelles. ^{[11] [12]}

À l’automne 1941, la première éolienne de classe Mégawatt a été synchronisée avec un réseau électrique du Vermont . L’ éolienne de Smith-Putnam n’a fonctionné que 1 100 heures avant de subir une panne critique. L’unité n’a pas été réparée, en raison d’une pénurie de matériaux pendant la guerre.

La première éolienne connectée au réseau électrique à fonctionner au Royaume-Uni a été construite par John Brown & Company en 1951 dans les îles Orcades . ^{[8] [13]}

Malgré ces divers développements, les développements dans les systèmes à combustibles fossiles ont presque entièrement éliminé tous les systèmes d’éoliennes de taille supérieure à la taille supermicro. Au début des années 1970, cependant, les protestations antinucléaires au Danemark ont incité les mécaniciens artisanaux à développer des microturbines de 22 kW . L’organisation des propriétaires en associations et en coopératives a conduit au lobbying du gouvernement et des services publics et a fourni des incitations pour de plus grandes turbines tout au long des années 1980 et plus tard. Des militants locaux en Allemagne, des fabricants de turbines naissants en Espagne et de grands investisseurs aux États-Unis au début des années 1990 ont ensuite fait pression pour des politiques qui ont stimulé l’industrie dans ces pays.

Il a été avancé que l’utilisation croissante de l’énergie éolienne conduirait à une concurrence géopolitique croissante sur les matériaux critiques pour les éoliennes tels que les éléments de terres rares néodyme, praséodyme et dysprosium. Cependant, cette perspective a été critiquée pour ne pas avoir reconnu que la plupart des éoliennes n’utilisent pas d’aimants permanents et pour avoir sous-estimé le pouvoir des incitations économiques à accroître la production de ces minéraux. ^[14]

Ressources

La densité d’énergie éolienne (WPD) est une mesure quantitative de l’énergie éolienne disponible à n’importe quel endroit. C’est la puissance annuelle moyenne disponible par mètre carré de surface balayée d’une turbine, et est calculée pour différentes hauteurs au-dessus du sol. Le calcul de la densité de puissance éolienne inclut l’effet de la vitesse du vent et de la Densité de l’air. ^[15]

Les éoliennes sont classées selon la vitesse du vent pour laquelle elles sont conçues, de la classe I à la classe III, A à C se référant à l’intensité de la turbulence du vent. ^[16]

Classe	Vitesse moyenne du vent (m/s)	Turbulence
IA	dix	16%
IB	dix	14%
CI	dix	12%
IIA	8.5	16%
IIB	8.5	14%
IIC	8.5	12%
IIIA	7.5	16%
IIIB	7.5	14%
IIIC	7.5	12%

Efficacité

La conservation de la masse exige que la quantité d’air entrant et sortant d’une turbine soit égale. En conséquence, la loi de Betz donne l’extraction maximale d’énergie éolienne réalisable par une éolienne à 16 ⁄ 27 (59,3%) du taux auquel l’énergie cinétique de l’air arrive à la turbine. ^[17]

La puissance de sortie théorique maximale d’une éolienne est donc de 16 ⁄ 27 fois la vitesse à laquelle l’énergie cinétique de l’air arrive à la surface effective du disque de la machine. Si la surface effective du disque est A et la vitesse du vent v, la puissance de sortie théorique maximale P est :

P = 16 27 1 2 ρ v 3 A = 8 27 ρ v 3 A {displaystyle P={frac {16}{27}}{frac {1}{2}}rho v^{3}A={frac {8}{27}}rho v^{3 }UN} ${displaystyle P={frac {16}{27}}{frac {1}{2}}rho v^{3}A={frac {8}{27}}rho v^{3}A}$ ${displaystyle P={frac {16}{27}}{frac {1}{2}}rho v^{3}A={frac {8}{27}}rho v^{3 }UN}$ ,

où ρ est la Densité de l’air .

L’efficacité vent-rotor (y compris le frottement et la traînée des pales du rotor ) fait partie des facteurs qui influent sur le prix final de l’énergie éolienne. ^[18] D’autres inefficacités, telles que les pertes de Boîte de vitesses , les pertes de générateur et de convertisseur, réduisent la puissance délivrée par une éolienne. Pour protéger les composants d’une usure excessive, la puissance extraite est maintenue constante au-dessus de la vitesse de fonctionnement nominale à mesure que la puissance théorique augmente au cube de la vitesse du vent, ce qui réduit encore l’efficacité théorique. En 2001, les turbines commerciales connectées aux services publics ont fourni 75% à 80% de la limite Betz de puissance extractible du vent, à la vitesse de fonctionnement nominale. ^{[19] [20] [ nécessite une mise à jour]}

L’efficacité peut diminuer légèrement avec le temps, l’une des principales raisons étant la poussière et les carcasses d’insectes sur les pales qui modifient le profil aérodynamique et réduisent essentiellement le rapport portance / traînée du profil aérodynamique . L’analyse de 3128 éoliennes de plus de 10 ans au Danemark a montré que la moitié des éoliennes n’avaient pas diminué, tandis que l’autre moitié a vu une baisse de production de 1,2 % par an. ^[21]

En général, des conditions météorologiques plus stables et constantes (notamment la vitesse du vent) se traduisent par une efficacité moyenne de 15 % supérieure à celle d’une éolienne dans des conditions météorologiques instables, permettant ainsi une augmentation de la vitesse du vent jusqu’à 7 % dans des conditions stables. Cela est dû à un sillage de récupération plus rapide et à un entraînement de flux plus important qui se produisent dans des conditions de stabilité atmosphérique plus élevée. Cependant, il a été constaté que les sillages des éoliennes récupèrent plus rapidement dans des conditions atmosphériques instables par opposition à un environnement stable. ^[22]

Différents matériaux se sont avérés avoir des effets variables sur l’efficacité des éoliennes. Dans une expérience de l’Université d’Ege, trois éoliennes (chacune avec trois pales d’un diamètre d’un mètre) ont été construites avec des pales faites de différents matériaux : un verre et un époxy verre/carbone, un verre/carbone et un verre/polyester. Lors des tests, les résultats ont montré que les matériaux avec des masses globales plus élevées avaient un moment de frottement plus élevé et donc un coefficient de puissance plus faible. ^[23]

La vitesse de l’air est le principal contributeur à l’efficacité de la turbine. D’où l’importance de choisir le bon emplacement. La vitesse du vent sera élevée près du rivage à cause de la différence de température entre la terre et l’océan, une autre option est de le mettre sur les crêtes des montagnes. Plus l’éolienne sera haute, plus la vitesse du vent sera élevée en moyenne. Le brise- vent peut également augmenter la vitesse du vent à proximité de l’éolienne. ^[24]

Les types

Les trois principaux types : VAWT Savonius , HAWT à tour ; VAWT Darrieus tels qu’ils apparaissent en fonctionnement

Les éoliennes peuvent tourner autour d’un axe horizontal ou vertical, le premier étant à la fois plus ancien et plus courant. ^[25] Ils peuvent également inclure des lames ou être sans lame. ^[26] Les conceptions verticales produisent moins de puissance et sont moins courantes. ^[27]

Axe horizontal

Composants d’une éolienne à axe horizontal (Boîte de vitesses, arbre de rotor et ensemble de frein) étant soulevés en position Un convoi d’aubes de turbine passant par Edenfield , Angleterre Éoliennes offshore à axe horizontal (HAWT) à Scroby Sands Wind Farm, Angleterre Éoliennes terrestres à axe horizontal à Zhangjiakou , Hebei , Chine

Les grandes éoliennes à trois pales à axe horizontal (HAWT) avec les pales au vent de la tour produisent l’écrasante majorité de l’énergie éolienne dans le monde aujourd’hui. Ces turbines ont l’ arbre du rotor principal et le Générateur électrique au sommet d’une tour et doivent être dirigées face au vent. Les petites éoliennes sont pointées par une simple Girouette , tandis que les grosses éoliennes utilisent généralement un capteur de vent couplé à un système de lacet. La plupart ont une Boîte de vitesses, qui transforme la rotation lente des pales en une rotation plus rapide, plus adaptée à l’entraînement d’un Générateur électrique. ^[28]Certaines turbines utilisent un type de générateur différent adapté à une entrée de vitesse de rotation plus lente. Ceux-ci n’ont pas besoin de Boîte de vitesses et sont appelés à entraînement direct, ce qui signifie qu’ils couplent le rotor directement au générateur sans Boîte de vitesses entre les deux. Alors que les générateurs à entraînement direct à aimants permanents peuvent être plus coûteux en raison des matériaux de terre rare requis, ces turbines sans engrenage sont parfois préférées aux générateurs à Boîte de vitesses car elles “éliminent l’augmentation de la vitesse de transmission, qui est sensible à une charge de couple de fatigue accumulée importante, fiabilité connexe les problèmes et les coûts de maintenance. » ^[29] Il existe également le mécanisme de pseudo-entraînement direct, qui présente certains avantages par rapport au Mécanisme d’entraînement direct à aimant permanent. ^{[30] [31]}

One Energy in Findlay, OH assembles one of their permanent magnet direct-drive wind turbines. One Energy à Findlay, OH assemble une de leurs éoliennes à entraînement direct à aimant permanent. Le rotor d’une Éolienne sans engrenage en cours de réglage. Cette turbine particulière a été préfabriquée en Allemagne, avant d’être expédiée aux États-Unis pour être assemblée.

La plupart des turbines à axe horizontal ont leurs rotors au vent de la tour de support. Des machines sous le vent ont été construites, car elles n’ont pas besoin d’un mécanisme supplémentaire pour les maintenir alignées avec le vent. Par vent fort, les pales peuvent également se plier, ce qui réduit leur surface balayée et donc leur résistance au vent. Malgré ces avantages, les conceptions au vent sont préférées, car le changement de charge du vent lorsque chaque pale passe derrière la tour de support peut endommager la turbine.

Les turbines utilisées dans les parcs éoliens pour la production commerciale d’énergie électrique sont généralement à trois pales. Ceux-ci ont une faible ondulation de couple , ce qui contribue à une bonne fiabilité. Les pales sont généralement de couleur blanche pour la visibilité diurne par avion et ont une longueur de 20 à 80 mètres (66 à 262 pieds). La taille et la hauteur des éoliennes augmentent d’année en année. Les éoliennes offshore sont construites jusqu’à 8 MW aujourd’hui et ont une longueur de pale jusqu’à 80 mètres (260 pieds). Des conceptions de 10 à 12 MW étaient en préparation en 2018, ^[32] et un prototype “15 MW+” avec trois pales de 118 mètres (387 pieds) devrait être construit en 2022. ^[33] Les turbines habituelles de plusieurs Mégawatts ont des tours en acier tubulaires d’une hauteur de 70 m à 120 m et dans les extrêmes jusqu’à 160 m.

Axe vertical

Une turbine de type Twisted Savonius à axe vertical.

Les éoliennes à axe vertical (ou VAWT) ont l’arbre du rotor principal disposé verticalement. Un avantage de cette disposition est que la turbine n’a pas besoin d’être pointée face au vent pour être efficace, ce qui est un avantage sur un site où la direction du vent est très variable. C’est aussi un avantage lorsque la turbine est intégrée dans un bâtiment car elle est intrinsèquement moins orientable. De plus, le générateur et la Boîte de vitesses peuvent être placés près du sol, en utilisant un entraînement direct de l’ensemble rotor à la Boîte de vitesses au sol, améliorant l’accessibilité pour la maintenance. Cependant, ces conceptions produisent beaucoup moins d’énergie en moyenne dans le temps, ce qui est un inconvénient majeur. ^{[27] [34]}

Les conceptions de turbines verticales ont un rendement beaucoup plus faible que les conceptions horizontales standard. ^[35] Les principaux inconvénients comprennent la vitesse de rotation relativement faible avec le couple plus élevé qui en résulte et donc le coût plus élevé de la transmission, le coefficient de puissance intrinsèquement plus faible , la rotation de 360 degrés de la voilure dans le flux du vent pendant chaque cycle et donc la la charge hautement dynamique sur la pale, le couple pulsé généré par certaines conceptions de rotor sur le groupe motopropulseur, et la difficulté de modéliser avec précision le flux de vent et donc les défis d’analyser et de concevoir le rotor avant de fabriquer un prototype. ^[36]

Lorsqu’une éolienne est montée sur un toit, le bâtiment redirige généralement le vent sur le toit, ce qui peut doubler la vitesse du vent au niveau de l’éolienne. Si la hauteur d’une tour de turbine montée sur le toit est d’environ 50 % de la hauteur du bâtiment, elle est proche de l’optimum pour une énergie éolienne maximale et une turbulence de vent minimale. Alors que les vitesses du vent dans l’environnement bâti sont généralement beaucoup plus faibles que sur les sites ruraux exposés, ^{[37] [38]} le bruit peut être une préoccupation et une structure existante peut ne pas résister de manière adéquate à la contrainte supplémentaire.

Les sous-types de la conception à axe vertical comprennent :

Éolienne Darrieus

Les turbines “Eggbeater”, ou turbines Darrieus, ont été nommées d’après l’inventeur français Georges Darrieus. ^[39] Ils ont une bonne efficacité, mais produisent une grande ondulation de couple et une contrainte cyclique sur la tour, ce qui contribue à une faible fiabilité. Ils nécessitent également généralement une source d’alimentation externe ou un rotor Savonius supplémentaire pour commencer à tourner, car le couple de démarrage est très faible. L’ondulation du couple est réduite en utilisant trois pales ou plus, ce qui se traduit par une plus grande solidité du rotor. La solidité est mesurée par la surface de la lame divisée par la surface du rotor. Les nouvelles turbines de type Darrieus ne sont pas maintenues par des haubans mais ont une superstructure externe reliée au palier supérieur. ^[40]

Giromill

Un sous-type de turbine Darrieus avec des pales droites, par opposition aux pales courbes. La variété cycloturbine a un pas variable pour réduire la pulsation du couple et est à démarrage automatique. ^[41] Les avantages du pas variable sont : un couple de démarrage élevé ; une courbe de couple large et relativement plate ; un coefficient de performance plus élevé ; fonctionnement plus efficace dans des vents turbulents ; et un rapport de vitesse de lame inférieur qui réduit les contraintes de flexion de la lame. Des lames droites, en V ou courbes peuvent être utilisées. ^[42]

Éolienne Savonius

Ce sont des dispositifs de type traînée avec deux écopes (ou plus) qui sont utilisés dans les anémomètres, les évents Flettner (couramment vus sur les toits des bus et des camionnettes) et dans certaines turbines de puissance à faible rendement et à haute fiabilité. Ils sont toujours auto-démarrants s’il y a au moins trois boules.

Twisted Savonius est un savonius modifié, avec de longues écopes hélicoïdales pour fournir un couple doux. Ceci est souvent utilisé comme éolienne sur le toit et a même été adapté pour les navires . ^[43]

Parallèle

La turbine parallèle est similaire au ventilateur tangentiel ou au ventilateur centrifuge. Il utilise l’ effet de sol . Des éoliennes à axe vertical de ce type sont expérimentées depuis de nombreuses années : une unité produisant 10 kW a été construite par le pionnier éolien israélien Bruce Brill dans les années 1980. ^{[44] [ source non fiable ? ]}

Types non conventionnels

Eolienne contrarotative

Éolienne à axe vertical offshore

Éolienne à mât d’éclairage

Conception et construction

Composants d’une éolienne à axe horizontal Vue intérieure d’une tour d’éolienne, montrant les câbles tendons

La conception des éoliennes est un équilibre minutieux entre le coût, la production d’énergie et la durée de vie.

Composants

Les éoliennes convertissent l’énergie éolienne en énergie électrique pour la distribution. Les turbines à axe horizontal conventionnelles peuvent être divisées en trois composants :

Le rotor, qui représente environ 20 % du coût de l’éolienne, comprend les pales pour convertir l’énergie éolienne en énergie de rotation à basse vitesse.
Le générateur, qui représente environ 34 % du coût de l’éolienne, comprend le Générateur électrique , ^{[45] [46]} l’électronique de commande et très probablement une Boîte de vitesses (par exemple, un réducteur planétaire ), ^[47] un variateur de vitesse , ou un composant de transmission à variation continue ^[48] pour convertir la rotation entrante à basse vitesse en une rotation à grande vitesse adaptée à la production d’électricité.
La structure environnante, qui représente environ 15 % du coût de l’éolienne, comprend la tour et le mécanisme de lacet du rotor. ^[49]

Nacelle d’une éolienne

Une éolienne de 1,5 ( MW ) d’un type fréquemment vu aux États-Unis a une tour de 80 mètres (260 pieds) de haut. L’ensemble rotor (pales et moyeu) pèse 22 000 kilogrammes (48 000 lb). La nacelle, qui contient le générateur, pèse 52 000 kilogrammes (115 000 lb). La base en béton de la tour est construite à l’aide d’acier d’armature de 26 000 kilogrammes (58 000 lb) et contient 190 mètres cubes (250 verges cubes) de béton. La base mesure 15 mètres (50 pieds) de diamètre et 2,4 mètres (8 pieds) d’épaisseur près du centre. ^[50]

Surveillance et diagnostic des turbines

En raison de problèmes de transmission de données, la surveillance de l’état structurel des éoliennes est généralement effectuée à l’aide de plusieurs accéléromètres et jauges de contrainte fixés à la nacelle pour surveiller la Boîte de vitesses et l’équipement. Actuellement, la corrélation d’images numériques et la stéréophotogrammétrie sont utilisées pour mesurer la dynamique des pales d’éoliennes. Ces méthodes mesurent généralement le déplacement et la déformation pour identifier l’emplacement des défauts. Les caractéristiques dynamiques des éoliennes non rotatives ont été mesurées à l’aide de la corrélation d’images numériques et de la photogrammétrie. ^[51] Le suivi tridimensionnel des points a également été utilisé pour mesurer la dynamique de rotation des éoliennes. ^[52]

Technologie

Généralement, l’efficacité augmente avec la longueur des aubes de turbine. Les lames doivent être rigides, solides, durables, légères et résistantes à la fatigue. ^[53] Les matériaux dotés de ces propriétés comprennent des composites tels que le polyester et l’époxy, tandis que la fibre de verre et la fibre de carbone ont été utilisées pour le renforcement. ^[54] La construction peut impliquer un drapage manuel ou un moulage par injection. La modernisation des turbines existantes avec des pales plus grandes réduit la tâche et les risques de reconception.

Learn more.

Drapeau de l’Ulster

Jul 14, 2022

Reine femelle (glisser)

Jul 14, 2022

Trident (programme nucléaire britannique)

Jul 14, 2022

Gangwon, Corée du Sud

Jul 14, 2022

Développement de la taille et de la puissance des éoliennes, 1990-2016

En 2021, la pale la plus longue mesurait 115,5 m (379 pieds), ^[55] produisant 15 MW avec un niveau de bruit maximal de 118 dB (A). Les lames doivent fonctionner sur 100 millions de cycles de charge sur une période de 20 à 25 ans.

Matériaux de lame

Les matériaux couramment utilisés dans les pales d’éoliennes sont décrits ci-dessous.

Fibres de verre et de carbone

La rigidité des composites est déterminée par la rigidité des fibres et leur teneur volumique. En règle générale, les fibres de verre E sont utilisées comme renfort principal dans les composites. Typiquement, les composites verre/époxy pour pales d’éoliennes contiennent jusqu’à 75 % de verre en poids. Cela augmente la rigidité, la résistance à la traction et à la compression. Un matériau composite prometteur est la fibre de verre avec des compositions modifiées telles que le verre S, le verre R, etc. Les autres fibres de verre développées par Owens Corning sont ECRGLAS, Advantex et WindStrand. ^[56]

La fibre de carbone a une plus grande résistance à la traction, une rigidité plus élevée et une densité plus faible que la fibre de verre. Un candidat idéal pour ces propriétés est le chapeau de longeron, un élément structurel d’une pale qui subit une charge de traction élevée. ^[54] Une pale en fibre de verre de 100 mètres (330 pieds) peut peser jusqu’à 50 tonnes (110 000 livres), tandis que l’utilisation de fibre de carbone dans le longeron permet d’économiser 20% à 30% de poids, soit environ 15 tonnes (33 000 livres). ^[57] Cependant, comme la fibre de carbone est dix fois plus chère, la fibre de verre reste dominante.

Renforts hybrides

Au lieu de fabriquer des renforts de pales d’éoliennes à partir de verre pur ou de carbone pur, les conceptions hybrides échangent le poids contre le coût. Par exemple, pour une lame de 8 mètres (26 pieds), un remplacement complet par de la fibre de carbone permettrait d’économiser 80 % de poids mais augmenterait les coûts de 150 %, tandis qu’un remplacement de 30 % permettrait d’économiser 50 % de poids et d’augmenter les coûts de 90 % . Les matériaux de renfort hybrides comprennent le verre E/carbone, le verre E/aramide. La plus longue pale actuelle de LM Wind Power est composée de composites hybrides carbone/verre. Des recherches supplémentaires sont nécessaires sur la composition optimale des matériaux ^[58]

Polymères et composites nano-technologiques

L’ajout d’une petite quantité (0,5 % en poids) de nanorenforcement ( nanotubes de carbone ou nanoargile) dans la matrice polymère des composites, l’encollage des fibres ou les couches interlaminaires peut améliorer la résistance à la fatigue, la résistance au cisaillement ou à la compression et la ténacité à la rupture des composites de 30 % à 80 %. %. La recherche a également montré que l’incorporation de petites quantités de nanotubes de carbone (CNT) peut augmenter la durée de vie jusqu’à 1500 %.

Frais

À partir de 2019 ^[update], l’exploitation d’une éolienne peut coûter environ 1 million de dollars par Mégawatt d’énergie produite. ^[59]

Pour les pales d’éoliennes, alors que le coût des matériaux est beaucoup plus élevé pour les pales hybrides en fibre de verre/carbone que pour les pales entièrement en fibre de verre, les coûts de main-d’œuvre peuvent être inférieurs. L’utilisation de la fibre de carbone permet des conceptions plus simples qui utilisent moins de matière première. Le processus de fabrication principal dans la fabrication des pales est la superposition de plis. Des lames plus fines permettent de réduire le nombre de couches et donc la main-d’œuvre, et dans certains cas, équivalent au coût de la main-d’œuvre pour les lames en fibre de verre. ^[60]

Matériaux sans lame

Les pièces de l’éolienne autres que les pales du rotor (y compris le moyeu du rotor, la Boîte de vitesses, le châssis et la tour) sont en grande partie en acier. Des turbines plus petites (ainsi que des turbines Enercon à l’échelle du Mégawatt) ont commencé à utiliser des alliages d’aluminium pour ces composants afin de rendre les turbines plus légères et plus efficaces. Cette tendance peut croître si les propriétés de fatigue et de résistance peuvent être améliorées. Le béton précontraint est de plus en plus utilisé pour le matériau de la tour, mais nécessite encore beaucoup d’acier d’armature pour répondre aux exigences de résistance de la turbine. De plus, les boîtes de vitesses multiplicatrices sont de plus en plus remplacées par des générateurs à vitesse variable, ce qui nécessite des matériaux magnétiques. ^[53] En particulier, cela nécessiterait un plus grand approvisionnement en néodyme , un métal de terres rares .

Les turbines modernes utilisent quelques tonnes de cuivre pour les générateurs, les câbles et autres. ^[61] En 2018 ^[update], la production mondiale d’éoliennes utilise 450 000 tonnes (990 millions de livres) de cuivre par an. ^[62]

Fourniture de matériel

Usine de fabrication d’éoliennes Nordex à Jonesboro, Arkansas , États-Unis

Une étude des tendances de consommation de matériaux et des besoins en énergie éolienne en Europe a révélé que les éoliennes plus grandes ont une consommation plus élevée de métaux précieux mais un apport de matériaux inférieur par kWgénéré. La consommation et le stock de matériaux actuels ont été comparés aux matériaux d’entrée pour différentes tailles de systèmes terrestres. Dans tous les pays de l’UE, les estimations pour 2020 ont doublé les valeurs consommées en 2009. Ces pays auraient besoin d’augmenter leurs ressources pour répondre à la demande estimée pour 2020. Par exemple, l’UE dispose actuellement de 3 % de l’approvisionnement mondial en spath fluor et elle en a besoin de 14 %. d’ici 2020. Au niveau mondial, les principaux pays exportateurs sont l’Afrique du Sud, le Mexique et la Chine. Ceci est similaire avec d’autres matériaux critiques et précieux nécessaires aux systèmes énergétiques tels que le magnésium, l’argent et l’indium. Les niveaux de recyclage de ces matériaux sont très faibles et se concentrer sur cela pourrait alléger l’offre. Parce que la plupart de ces matériaux précieux sont également utilisés dans d’autres technologies émergentes, comme les diodes électroluminescentes (DEL),photovoltaïques (PV) et les écrans à cristaux liquides (LCD), leur demande devrait croître. ^[63]

Une étude de l’United States Geological Survey a estimé les ressources nécessaires pour remplir l’engagement américain de fournir 20 % de son électricité à partir de l’énergie éolienne d’ici 2030. Elle n’a pas pris en compte les exigences relatives aux petites turbines ou aux turbines offshore, car celles-ci n’étaient pas courantes en 2008 lorsque l’étude a été fait. Les matériaux courants tels que la fonte, l’acier et le béton augmenteraient de 2 à 3 % par rapport à 2008. Entre 110 000 et 115 000 tonnes métriques de fibre de verre seraient nécessaires par an, soit une augmentation de 14 %. L’utilisation de métaux rares n’augmenterait pas beaucoup par rapport à l’offre disponible, mais les métaux rares qui sont également utilisés pour d’autres technologies telles que les batteries qui augmentent sa demande mondiale doivent être pris en compte. Le terrain requis serait de 50 000 kilomètres carrés à terre et de 11 000 en mer. Ce ne serait pas un problème aux États-Unis en raison de sa vaste superficie et parce que la même terre peut être utilisée pour l’agriculture. Un plus grand défi serait la variabilité et la transmission aux zones de forte demande.^[64]

Les aimants permanents des éoliennes contiennent des métaux rares tels que le néodyme (Nd), le praséodyme (Pr), le terbium (Tb) et le dysprosium (Dy). Les systèmes qui utilisent des turbines magnétiques à entraînement direct nécessitent de plus grandes quantités de métaux rares. Par conséquent, une augmentation de la fabrication d’éoliennes augmenterait la demande pour ces ressources. D’ici 2035, la demande de Nd devrait augmenter de 4 000 à 18 000 tonnes et de Dy de 200 à 1 200 tonnes. Ces valeurs représentent un quart à la moitié de la production actuelle. Cependant, ces estimations sont très incertaines car les technologies évoluent rapidement. ^[65]

La dépendance aux minéraux de terres rares pour les composants a risqué la volatilité des dépenses et des prix, car la Chine a été le principal producteur de minéraux de terres rares (96 % en 2009) et a réduit ses quotas d’exportation. ^[66] Cependant, ces dernières années, d’autres producteurs ont augmenté leur production et la Chine a augmenté ses quotas d’exportation, ce qui a entraîné une augmentation de l’offre et une baisse des coûts, ainsi qu’une plus grande viabilité de l’utilisation à grande échelle de générateurs à vitesse variable. ^[67]

La fibre de verre est le matériau le plus courant pour le renforcement. Sa demande a augmenté en raison de la croissance de la construction, du transport et des éoliennes. Son marché mondial pourrait atteindre 17,4 milliards de dollars américains d’ici 2024, contre 8,5 milliards de dollars américains en 2014. En 2014, l’Asie-Pacifique produisait plus de 45 % du marché ; maintenant la Chine est le plus grand producteur. L’industrie reçoit des subventions du gouvernement chinois lui permettant d’exporter moins cher vers les États-Unis et l’Europe. Cependant, les guerres de prix ont conduit à des mesures antidumping telles que les droits de douane sur la fibre de verre chinoise. ^[68]

Éoliennes exposées au public

L’ éolienne Nordex N50 et le centre d’accueil de Lamma Winds à Hong Kong , Chine

Quelques localités ont exploité la nature attirant l’attention des éoliennes en les exposant au public, soit avec des centres d’accueil autour de leurs bases, soit avec des zones d’observation plus éloignées. ^[69] Les éoliennes sont généralement de conception conventionnelle à axe horizontal et à trois pales et génèrent de l’énergie pour alimenter les réseaux électriques, mais elles remplissent également les rôles non conventionnels de démonstration technologique, de relations publiques et d’éducation.

Petites éoliennes

Une petite éolienne à axe vertical de type Quietrevolution QR5 Gorlov à Bristol , en Angleterre. Mesurant 3 m de diamètre et 5 m de haut, il a une puissance nominale de 6,5 kW au réseau.

Les petites éoliennes peuvent être utilisées pour une variété d’applications, y compris les résidences sur ou hors réseau, les tours de télécommunication, les plates-formes offshore, les écoles et les cliniques rurales, la surveillance à distance et d’autres fins qui nécessitent de l’énergie lorsqu’il n’y a pas de réseau électrique, ou lorsque le réseau est instable. Les petites éoliennes peuvent être aussi petites qu’un générateur de cinquante watts pour une utilisation en bateau ou en caravane . Les unités hybrides solaires et éoliennes sont de plus en plus utilisées pour la signalisation routière, en particulier dans les zones rurales, car elles évitent d’avoir à poser de longs câbles à partir du point de raccordement au secteur le plus proche. ^[70] Le National Renewable Energy Laboratory (NREL) du Département américain de l’énergie définit les petites éoliennes comme celles dont la puissance est inférieure ou égale à 100 KiloWatts. ^[71]Les petites unités ont souvent des générateurs à entraînement direct, une sortie de courant continu , des pales aéroélastiques, des roulements à vie et utilisent une Girouette pour pointer vers le vent.

Les turbines plus grandes et plus coûteuses ont généralement des groupes motopropulseurs à engrenages, une sortie de courant alternatif et des volets, et sont activement dirigées vers le vent. Des générateurs à entraînement direct et des pales aéroélastiques pour les grandes éoliennes sont en cours de recherche.

Espacement des éoliennes

Dans la plupart des parcs éoliens horizontaux, un espacement d’environ 6 à 10 fois le diamètre du rotor est souvent respecté. Cependant, pour les grands parcs éoliens, des distances d’environ 15 diamètres de rotor devraient être plus économiques, en tenant compte des coûts typiques des éoliennes et des terrains. Cette conclusion a été atteinte par des recherches ^[72] menées par Charles Meneveau de l’Université Johns Hopkins ^[73] et Johan Meyers de l’Université de Louvain en Belgique, basées sur des simulations informatiques ^[74] qui prennent en compte les interactions détaillées entre les éoliennes (sillages) ainsi qu’avec l’ensemble de la couche limite atmosphérique turbulente.

Des recherches récentes de John Dabiri de Caltech suggèrent que les éoliennes verticales peuvent être placées beaucoup plus près les unes des autres tant qu’un schéma de rotation alterné est créé permettant aux pales des éoliennes voisines de se déplacer dans la même direction lorsqu’elles se rapprochent les unes des autres. ^[75]

Opérabilité

Les travailleurs inspectent les pales des éoliennes

Maintenance

Les éoliennes nécessitent un entretien régulier pour rester fiables et disponibles . Dans le meilleur des cas, les turbines sont disponibles pour produire de l’énergie 98 % du temps. ^{[76] [77]} On a également constaté que l’accrétion de glace sur les aubes de turbine réduisait considérablement l’efficacité des éoliennes, ce qui est un défi courant dans les climats froids où se produisent des événements de givrage dans les nuages et de pluie verglaçante . ^[78] Le dégivrage est principalement effectué par chauffage interne, ou dans certains cas par des hélicoptères à essence pulvérisant de l’eau tiède propre sur les pales, ^[79]

Les turbines modernes ont généralement une petite grue embarquée pour le levage des outils de maintenance et des composants mineurs. Cependant, les composants volumineux et lourds tels que le générateur, la Boîte de vitesses, les pales, etc. sont rarement remplacés, et une grue externe de levage lourd est nécessaire dans ces cas. Si la turbine a une route d’accès difficile, une grue conteneurisée peut être soulevée par la grue interne pour fournir un levage plus lourd. ^[80]

Repowering

L’installation de nouvelles éoliennes peut être controversée. Une alternative est le repowering, où les éoliennes existantes sont remplacées par des éoliennes plus grandes et plus puissantes, parfois en plus petit nombre tout en conservant ou en augmentant la capacité.

Démolition et recyclage

Certaines éoliennes hors d’usage sont recyclées ou repowered. ^{[81] [82]} 85 % des matériaux des turbines sont facilement réutilisés ou recyclés, mais les aubes, en matériau composite, sont plus difficiles à traiter. ^[83]

L’intérêt pour le recyclage des lames varie selon les marchés et dépend de la législation sur les déchets et de l’économie locale. Un défi dans le recyclage des pales est lié au matériau composite, qui est composé de fibre de verre avec des fibres de carbone en résine époxy, qui ne peut pas être remodelé pour former de nouveaux composites. Ainsi, les options sont d’envoyer la lame à la décharge, de réutiliser la lame et les éléments en matériau composite trouvés dans la lame, ou de transformer le matériau composite en une nouvelle source de matériau.

Les déchets des parcs éoliens sont moins toxiques que les autres déchets. Les pales d’éoliennes ne représentent qu’une fraction de l’ensemble des déchets aux États-Unis, selon l’ association commerciale de l’industrie éolienne , American Wind Energy Association . ^[84] Aux États-Unis, la ville de Casper, Wyoming a enterré 1 000 lames non recyclables dans son site d’enfouissement, gagnant 675 000 $ pour la ville.

Plusieurs services publics, start-up et chercheurs développent des méthodes de réutilisation ou de recyclage des lames. ^[85] Le fabricant Vestas a mis au point une technologie capable de séparer les fibres de la résine, ce qui permet de les réutiliser. ^[86] En Allemagne, les pales d’éoliennes sont recyclées commercialement dans le cadre d’un mélange de combustibles alternatifs pour une cimenterie. ^[85] Au Royaume-Uni, un projet testera des lames de coupe en bandes à utiliser comme barres d’armature dans le béton , dans le but de réduire les émissions dans la construction de High Speed 2 . ^[87] Des pales d’éoliennes usagées ont été recyclées en les incorporant dans les structures de support des ponts piétonniers en Pologne^[88] et Irlande. ^[89]

Comparaison avec les turbines à combustible fossile

Avantages

Les éoliennes produisent de l’électricité entre deux et six cents par kilowattheure, qui est l’une des sources d’énergie renouvelable les moins chères. ^{[90] [91]} Au fur et à mesure que la technologie nécessaire aux éoliennes continuait de s’améliorer, les prix diminuaient également. En outre, il n’existe actuellement aucun marché concurrentiel pour l’énergie éolienne, car le vent est une ressource naturelle librement disponible, dont la majeure partie est inexploitée. ^[90] Le coût principal des petites éoliennes est le processus d’achat et d’installation, qui se situe en moyenne entre 48 000 $ et 65 000 $ par installation. L’énergie récoltée par la turbine compensera le coût d’installation et fournira de l’énergie pratiquement gratuite pendant des années. ^[92]

Les éoliennes fournissent une source d’énergie propre, ^[93] utilisent peu d’eau, ^[2] n’émettent aucun gaz à effet de serre et aucun déchet pendant leur fonctionnement. Plus de 1 400 tonnes (1 500 tonnes courtes) de dioxyde de carbone par an peuvent être éliminées en utilisant une turbine d’un Mégawatt au lieu d’un Mégawatt d’énergie provenant d’un combustible fossile. ^[94]

Désavantages

Les éoliennes peuvent être très grandes, atteignant plus de 140 m (460 pieds) de haut et avec des pales de 55 m (180 pieds) de long, ^[95] et les gens se sont souvent plaints de leur impact visuel.

L’impact environnemental de l’énergie éolienne comprend l’effet sur la faune, mais peut être atténué si des stratégies de surveillance et d’atténuation appropriées sont mises en œuvre. ^[96] Des milliers d’oiseaux, y compris des espèces rares, ont été tués par les pales d’éoliennes, ^[97] bien que les éoliennes contribuent de manière relativement insignifiante à la mortalité aviaire anthropique. Les parcs éoliens et les centrales nucléaires sont responsables de 0,3 à 0,4 décès d’oiseaux par gigawattheure (GWh) d’électricité, tandis que les centrales à combustible fossile sont responsables d’environ 5,2 décès par GWh. En 2009, pour chaque oiseau tué par une éolienne aux États-Unis, près de 500 000 ont été tués par des chats et 500 000 autres par des bâtiments. ^[98]En comparaison, les générateurs au Charbon conventionnels contribuent beaucoup plus à la mortalité des oiseaux, par incinération lorsqu’ils sont pris dans les courants ascendants des cheminées et par empoisonnement avec les sous-produits des émissions (y compris les particules et les métaux lourds sous le vent des gaz de combustion). En outre, la vie marine est affectée par les prises d’eau des tours de refroidissement des turbines à vapeur (échangeurs de chaleur) pour les générateurs de combustibles nucléaires et fossiles, par les dépôts de poussière de Charbon dans les écosystèmes marins (par exemple, endommageant la Grande Barrière de Corail australienne) et par l’acidification de l’eau due aux monoxydes de combustion.

L’énergie exploitée par les éoliennes est intermittente et n’est pas une source d’énergie «distribuable»; sa disponibilité est basée sur le fait que le vent souffle, et non sur la nécessité d’électricité. Les turbines peuvent être placées sur des crêtes ou des falaises pour maximiser l’accès au vent dont elles disposent, mais cela limite également les emplacements où elles peuvent être placées. ^[90] Ainsi, l’énergie éolienne n’est pas une source d’énergie particulièrement fiable. Cependant, elle peut faire partie du mix énergétique , qui comprend également de l’énergie provenant d’autres sources. Notamment, la production disponible relative des sources éoliennes et solaires est souvent inversement proportionnelle (équilibrage) ^{[ citation nécessaire ]}. Des technologies sont également développées pour stocker l’énergie excédentaire, qui peut ensuite compenser tout déficit d’approvisionnement.

Dossiers

Fuhrländer Wind Turbine Laasow, dans le Brandebourg , en Allemagne, parmi les plus hautes éoliennes du monde Éole, la plus grande éolienne à axe vertical , à Cap-Chat, Québec , Canada

Voir aussi Liste des éoliennes les plus puissantes

Le plus puissant, le plus haut, le plus grand et avec la production la plus élevée sur 24 heures L’Haliade-X de GE Wind Energy est l’éolienne la plus puissante au monde, avec 12 MW. C’est aussi le plus haut, avec une hauteur de moyeu de 150 m et une hauteur de pointe de 260 m. Il possède également le plus grand rotor de 220 m et la plus grande surface balayée à 38 000 m ^{2 [99]} Il détient également le record de la production la plus élevée en 24 heures, à 312 MWh. ^[100] Entraînement conventionnel (non direct) de plus grande capacité Le Vestas V164 a une capacité nominale de 8 MW , ^[101] plus tard mise à niveau à 9,5 MW . ^{[102] [103]} L’éolienne a une hauteur totale de 220 m (722 pieds), un diamètre de 164 m (538 pieds), est destinée à une utilisation offshore et est la plus grande éolienne au monde depuis son introduction en 2014 Les groupes motopropulseurs conventionnels se composent d’une Boîte de vitesses principale et d’un générateur PM à vitesse moyenne. Prototype installé en 2014 au National Test Center Danemark près d’Østerild . La production en série a débuté fin 2015. Le plus grand axe vertical Le parc éolien Le Nordais à Cap-Chat, au Québec , possède une éolienne à axe vertical (VAWT) nommée Éole, qui est la plus grande au monde à 110 m. ^[104] Sa capacité nominale est de 3,8 MW . ^[105] La plus grande turbine à 1 pale La plus grande conception d’éolienne monopale à être mise en service est le MBB Messerschmitt Monopteros M50, avec une puissance totale de pas moins de 640 kW à pleine capacité. En ce qui concerne le nombre d’unités, seules trois ont été installées dans un parc éolien réel, dont toutes sont allées au Jade Wind Park . ^[106] La plus grande turbine à 2 pales La plus grande turbine à 2 pales est construite par Mingyang Wind Power en 2013. Il s’agit d’une turbine sous le vent offshore SCD6,5 MW , conçue par aerodyn Energiesysteme GmbH . ^{[107] [108] [109]} La plus haute tour Fuhrländer a installé une turbine de 2,5 MW sur une tour en treillis de 160 m en 2003 (voir Fuhrländer Wind Turbine Laasow et Nowy Tomyśl Wind Turbines ). La plupart des rotors Lagerwey a construit Four-in-One, une éolienne à plusieurs rotors avec une tour et quatre rotors près de Maasvlakte. ^{[ citation nécessaire ]} En avril 2016, Vestas a installé une éolienne d’essai à quatre rotors de 900 kW à Risø , fabriquée à partir de 4 turbines V29 recyclées de 225 kW . ^{[110] [111] [112]} Le plus productif Quatre turbines du parc éolien offshore de Rønland au Danemark partagent le record des éoliennes les plus productives, chacune ayant généré 63,2 GWh en juin 2010. ^[113] Le plus haut situé Depuis 2013, l’éolienne la plus haute du monde a été fabriquée et installée par WindAid et est située au pied du glacier Pastoruri au Pérou à 4 877 mètres (16 001 pieds) au-dessus du niveau de la mer. ^[114] Le site utilise l’éolienne WindAid de 2,5 kW pour fournir de l’énergie à une petite communauté rurale de micro-entrepreneurs qui accueillent les touristes qui viennent au glacier Pastoruri. ^[115] La plus grande éolienne flottante La plus grande éolienne flottante au monde est l’une des cinq turbines de 6 MW du parc éolien offshore Hywind Scotland de 30 MW. ^[116]

Voir également

Portail des énergies renouvelables
Portail technologique
Portail de physique

Éolienne aéroportée
Eolienne compacte à accélération éolienne
Éolienne Bollée
Eolienne flottante
CEI 61400
Énergie renouvelable
Générateur de courant de marée
Éoliennes non conventionnelles
Lentille de vent
Ceinture de vent
Pompe éolienne

Références

^ “Capacité éolienne mondiale à 650,8 GW, la crise de Corona ralentira les marchés en 2020, les énergies renouvelables seront au cœur des programmes de relance économique” (Communiqué de presse). WWEA. 16 avril 2020 . Récupéré le 1er septembre 2021 . La capacité éolienne dans le monde atteint 650,8 GW, 59,7 GW supplémentaires en 2019{{cite press release}}: CS1 maint: url-status (link)
^ ^un ^b Evans, Annette; Strezov, Vladimir; Evans, Tim (juin 2009). “Évaluation des indicateurs de durabilité pour les technologies d’énergie renouvelable”. Examens des énergies renouvelables et durables . 13 (5): 1082-1088. doi : 10.1016/j.rser.2008.03.008 .
^ Drachmann, AG (1961). “Moulin du Héron”. Centaure . 7 : 145–151.
^ Lohrmann, Dietrich (1995). “Von der östlichen zur westlichen Windmühle”. Archiv für Kulturgeschichte (en allemand). Bohlau Verlag. 77 (1): 1–32. doi : 10.7788/akg.1995.77.1.1 . ISSN 0003-9233 . S2CID 130600717 .
^ Ahmad Y. al-Hassan ; Donald R. Hill (1992). Technologie islamique : une histoire illustrée . La presse de l’Universite de Cambridge. p. 54 . ISBN 978-0-521-42239-0.
^ Donald Routledge Hill , “Génie mécanique dans le Proche-Orient médiéval”, Scientific American , mai 1991, pp. 64–69. ( cf. Donald Routledge Hill , Génie mécanique )
^ ^un ^b Morthorst, Poul Erik; Redlinger, Robert Y.; Andersen, Per (2002). L’énergie éolienne au 21e siècle : économie, politique, technologie et évolution de l’industrie de l’électricité . Houndmills, Basingstoke, Hampshire : Palgrave/PNUE. ISBN 978-0-333-79248-3.
^ ^un ^bcd ^{Price ,} ^Trevor J. (2004). “Blyth, James (1839–1906)”. Oxford Dictionary of National Biography (éd. En ligne). Presse universitaire d’Oxford. doi : 10.1093/ref:odnb/100957 . (Abonnement ou adhésion à une bibliothèque publique britannique requise.)
^ Un pionnier de l’énergie éolienne : Charles F. Brush . Association danoise de l’industrie éolienne. Archivé de l’original le 8 septembre 2008 . Récupéré le 28 décembre 2008 .
^ “Des engins originaux à l’ancienne fabriquent de l’eau à partir du vent sur les mesas de l’ouest du Texas” . Archivé de l’original le 3 février 2008.
^ Alan Wyatt (1986). L’énergie électrique : défis et choix . Presse du livre. ISBN 978-0-920650-01-1.
^ “Bauer, Lucas. “Krasnovsky WIME D-30 – 100,00 kW – Éolienne” ” . fr.wind-turbine-models.com .^{[ lien mort permanent ]}
^ Anon. “Éolienne expérimentale Costa Head” . Site Web sur l’énergie durable des Orcades . Orkney Sustainable Energy Ltd . Récupéré le 19 décembre 2010 .
^ Overland, Indra (1er mars 2019). « La géopolitique des énergies renouvelables : démystifier quatre mythes émergents » . Recherche énergétique et sciences sociales . 49 : 36–40. doi : 10.1016/j.erss.2018.10.018 . ISSN 2214-6296 . ^{[ vérification nécessaire ]}
^ “NREL : Cartes dynamiques, données SIG et outils d’analyse – Cartes des vents” . Nrel.gov. 3 septembre 2013 . Récupéré le 6 novembre 2013 .
^ Annexe II Classification CEI des éoliennes . Évaluation des ressources éoliennes et micro-implantation, science et ingénierie. 2015. p. 269–270. doi : 10.1002/9781118900116.app2 . ISBN 9781118900116.
^ “La physique des éoliennes Kira Grogg Carleton College, 2005, p. 8” (PDF) . Récupéré le 6 novembre 2013 .
^ “Les bases de l’énergie éolienne” . Bureau de gestion des terres . Archivé de l’original le 9 mai 2019 . Récupéré le 23 avril 2016 .
^ “Enercon E-family, 330 Kw à 7,5 MW, Wind Turbine Specification” (PDF) . Archivé de l’original (PDF) le 16 mai 2011.
^ Tony Burton; David Sharpe; Nick Jenkins; Ervin Bossanyi (12 décembre 2001). Manuel de l’énergie éolienne . John Wiley et fils. p. 65. ISBN 978-0-471-48997-9.
^ Sanne Wittrup (1er novembre 2013). « 11 års vinddata afslørede overraskende produktionsnedgang » [11 années de données éoliennes montrent une diminution surprenante de la production]. Ingeniøren (en danois). Archivé de l’original le 25 octobre 2018.
^ Han, Xingxing; Liu, Deyou ; Xu, Chang ; Shen, Wen Zhong (2018). “Effets de la stabilité atmosphérique et de la topographie sur les performances des éoliennes et les propriétés de sillage en terrain complexe”. Énergie renouvelable . Elsevier BV. 126 : 640–651. doi : 10.1016/j.renene.2018.03.048 . ISSN 0960-1481 . S2CID 115433440 .
^ Ozdamar, G. (2018). “Comparaison numérique de l’effet du matériau des pales sur l’efficacité des éoliennes” . Acta Physica Polonica A. 134 (1): 156–158. Bibcode : 2018AcPPA.134..156O . doi : 10.12693/APhysPolA.134.156 .
^ Garisto, Dan (30 juillet 2021). “Les brise-vent peuvent améliorer la puissance des parcs éoliens” . Physique . Vol. 14. p. 112.
^ “Les bases de l’énergie éolienne” . Association américaine de l’énergie éolienne. Archivé de l’original le 23 septembre 2010 . Récupéré le 24 septembre 2009 .
^ Elizabeth Stinson (15 mai 2015). “L’avenir des éoliennes? Pas de pales” . Câblé .
^ ^un ^b Paul Gipe (7 mai 2014). “Nouvelles et articles sur les (petites) éoliennes de taille domestique” . Wind-works.org .
^ “Composants d’éoliennes” . Association danoise de l’industrie éolienne. 10 mai 2003. Archivé de l’original le 7 juin 2008.
^ G. Bywaters; P. Mattila; D. Costin; J. Stowell; V. Jean ; S.Hoskins; J. Lynch; T. Cole; A. Cate; C. Blaireau ; B. Freeman (octobre 2007). “Générateur à entraînement direct Northern Power NW 1500” (PDF) . Laboratoire national des énergies renouvelables. p. iii.
^ “T 3.2 – Générateur à entraînement direct pseudo magnétique -” . innwind.eu .
^ “Innwind: Vue d’ensemble du projet et de la recherche” (PDF) .
^ “MHI Vestas lance la première éolienne de 10 Mégawatts au monde” . Clean Technica . 26 septembre 2018.
^ “La plus grande éolienne du monde montre la puissance disproportionnée de l’échelle” . 22 août 2021.
^ Michael Barnard (7 avril 2014). “Éoliennes à axe vertical : excellentes en 1890, ont également fonctionné en 2014” . Clean Technica .
^ E. Hau., Éoliennes : principes fondamentaux, technologies, application, économie. Springer. Allemagne. 2006
^ Michael C Brower; Nicholas M Robinson; Erik Hale (mai 2010). “Incertitude de la modélisation du flux de vent” (PDF) . AWS Truepower. Archivé de l’original le 2 mai 2013. {{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)
^ Hugh Piggott (6 janvier 2007). “Vitesse du vent dans la ville – réalité contre la base de données DTI” . Scoraigwind.com . Récupéré le 6 novembre 2013 .
^ “Éoliennes urbaines” (PDF) .
^ “Éoliennes à axe vertical” . Symscape. 7 juillet 2008 . Récupéré le 6 novembre 2013 .
^ Exploitez les technologies d’énergie renouvelable de la nature par Gurmit Singh, Aditya Books, pp 378
^ Eric Eggleston et le personnel de l’AWEA. “Que sont les éoliennes à axe vertical (VAWT) ?” . Association américaine de l’énergie éolienne. Archivé de l’original le 3 avril 2005.
^ Marloff, RH (janvier 1978). “Contraintes dans les tenons d’aubes de turbine soumis à la flexion”. Mécanique Expérimentale . 18 (1): 19–24. doi : 10.1007/BF02326553 . S2CID 135685029 .
^ Rob Varnon (2 décembre 2010). “Derecktor convertit un bateau en ferry hybride pour passagers” . Poste du Connecticut . Récupéré le 25 avril 2012 .
^ “Dispositif d’énergie éolienne modulaire – Brill, Bruce I” . Freepatentsonline.com. 19 novembre 2002 . Récupéré le 6 novembre 2013 .
^ Navid Goudarzi (juin 2013). “Un examen sur le développement des générateurs d’éoliennes à travers le monde” . Journal international de dynamique et de contrôle . 1 (2): 192–202. doi : 10.1007/s40435-013-0016-y .
^ Navid Goudarzi; Weidong Zhu (novembre 2012). “Un examen du développement des générateurs d’éoliennes à travers le monde” . Congrès et exposition internationale de génie mécanique ASME 2012 . 4 – Document n° : IMECE2012-88615 : 1257–1265.
^ “Série Hansen W4” . Hansentransmissions.com. Archivé de l’original le 15 mars 2012 . Récupéré le 6 novembre 2013 .
^ John Gardner; Nathaniel Haro et Todd Haynes (octobre 2011). “Contrôle actif de la transmission pour améliorer la capture d’énergie des éoliennes” (PDF) . Université d’État de Boise . Récupéré le 28 février 2012 . {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
^ ” “Wind Turbine Design Cost and Scaling Model”, Rapport technique NREL/TP-500-40566, décembre 2006, page 35, 36″ (PDF) . Récupéré le 6 novembre 2013 .
^ “Parc éolien de Pomeroy” (PDF) . Archivé de l’original (PDF) le 15 juillet 2011.
^ Baqersad, Javad; Niezrecki, Christophe; Avitabile, Peter (2015). “Prévision de déformation dynamique plein champ sur une éolienne à l’aide de déplacements de cibles optiques mesurés par stéréophotogrammétrie”. Systèmes mécaniques et traitement du signal . 62–63 : 284–295. Bibcode : 2015MSSP…62..284B . doi : 10.1016/j.ymssp.2015.03.021 .
^ Lundstrom, Troie; Baqersad, Javad ; Niezrecki, Christophe; Avitabile, Peter (4 novembre 2012). “Utilisation de techniques de stéréophotogrammétrie à grande vitesse pour extraire les informations de forme des données de fonctionnement de l’éolienne / du rotor”. Dans Allemang, R.; De Clerc, J.; Niezrecki, C.; Blough, JR (éd.). Sujets en analyse modale II, volume 6 . Actes de conférence de la série Society for Experimental Mechanics . Springer New York. p. 269–275. doi : 10.1007/978-1-4614-2419-2_26 . ISBN 978-1-4614-2418-5.
^ ^un ^b Ancône, Dan; Jim, Mc Veigh (2001). “Éolienne – Fiche d’information sur les matériaux et la fabrication”. CiteSeerX 10.1.1.464.5842 . {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
^ ^un ^b Watson, James; Serrano, Juan (septembre 2010). « Matériaux composites pour pales de vent » . Systèmes éoliens . Archivé de l’original le 11 novembre 2017 . Récupéré le 6 novembre 2016 .
^ “Vestas V236-15.0 MW” . Vestas . Récupéré le 1er septembre 2021 . {{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)
^ “Matériaux et innovations pour les grandes structures de pales: opportunités de recherche dans la technologie de l’énergie éolienne” (PDF) . windpower.sandia.gov .
^ “Pales d’éoliennes : verre contre fibre de carbone” . www.compositesworld.com . Récupéré le 12 novembre 2016 .
^ “Page Web mensuelle sur l’énergie éolienne” .
^ “IntelStor s’attend à ce que les prix des éoliennes récupèrent 5% au cours des deux prochaines années” . Ingénierie et développement éolien . 22 octobre 2019.
^ Ong, Cheng-Huat & Tsai, Stephen W. (2000). “L’utilisation des fibres de carbone dans la conception des pales d’éoliennes” (PDF) . energy.sandia.gov .
^ Frost et Sullivan, 2009, cité dans Wind Generator Technology, par Eclareon SL, Madrid, mai 2012 ; www.eclareon.com ; Disponible chez Leonardo Energy – Demandez à un expert ; “Copie archivée” . Archivé de l’original le 26 novembre 2012 . Récupéré le 12 décembre 2012 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
^ “Le rythme rapide de croissance de l’énergie éolienne stimule la demande de cuivre” . Médias Riviera Maritime .
^ Kim, Junbeum; Guillaume, Bertrand; Chung, Jinwook ; Hwang, Yongwoo (1er février 2015). “Consommation et exigence de matériaux critiques et précieux dans le système d’énergie éolienne dans l’UE 27”. Énergie Appliquée . 139 : 327–334. doi : 10.1016/j.apenergy.2014.11.003 . ISSN 0306-2619 .
^ Wilburn, DR – Énergie éolienne aux États-Unis et matériaux requis pour l’industrie des turbines terrestres de 2010 à 2030 – SIR 2011-5036
^ Buchholz, Pierre; Brandebourg, Torsten (1er janvier 2018). “Tendances de la demande, de l’offre et des prix des matières premières minérales pertinentes pour la transition vers les énergies renouvelables, l’énergie éolienne, l’énergie solaire photovoltaïque et le stockage de l’énergie”. Chimie Ingénieur Technik . 90 (1–2) : 141–153. doi : 10.1002/cite.201700098 . ISSN 1522-2640 .
^ Wilburn, David. “L’énergie éolienne aux États-Unis et les matériaux requis pour l’industrie des éoliennes terrestres de 2010 à 2030” (PDF) . Département américain de l’intérieur.
^ Yap, Chui-Wei. “La Chine met fin aux quotas d’exportation de minéraux de terres rares” . wsg.com .
^ “Le marché de la fibre de verre atteindra 17 milliards de dollars américains d’ici 2024” . Plastiques renforcés . 60 (4): 188–189. 1er juillet 2016. doi : 10.1016/j.repl.2016.07.006 . ISSN 0034-3617 .
^ Jeune, Kathryn (3 août 2007). “Les parcs éoliens du Canada époustouflent les touristes des éoliennes” . Journal d’Edmonton . Archivé de l’original le 25 avril 2009 . Récupéré le 6 septembre 2008 .
^ Anon. “Éclairage de panneaux solaire et éolien” . Coopérative de développement énergétique Ltd . Récupéré le 19 octobre 2013 .
^ Small Wind Archivé le 15 novembre 2011 sur la Wayback Machine , site Web du National Renewable Energy Laboratory du Département américain de l’énergie
^ Meyers, Johan (2011). “Espacement optimal des turbines dans les couches limites de parcs éoliens entièrement développées” . Énergie éolienne . 15 (2): 305–317. Bibcode : 2012WiEn…15..305M . doi : 10.1002/we.469 .
^ “Une nouvelle étude donne un meilleur espacement des turbines pour les grands parcs éoliens” . Université John Hopkins. 18 janvier 2011 . Récupéré le 6 novembre 2013 .
^ M. Calaf; C. Meneveau; J. Meyers (2010). « Étude de simulation à grande échelle de tourbillons de couches limites de réseaux d’éoliennes entièrement développées » . Phys. Fluides . 22 (1): 015110–015110–16. Bibcode : 2010PhFl…22a5110C . doi : 10.1063/1.3291077 .
^ Dabiri, John O. (1er juillet 2011). “Amélioration potentielle de l’ordre de grandeur de la densité de puissance du parc éolien via des réseaux d’éoliennes à axe vertical à contre-rotation”. Journal des énergies renouvelables et durables . 3 (4) : 043104. arXiv : 1010.3656 . doi : 10.1063/1.3608170 . S2CID 10516774 .
^ GJW van Bussel, PhD; MB Zaaijer, MSc (2001). “Aspects de fiabilité, de disponibilité et de maintenance des parcs éoliens offshore à grande échelle” (PDF) . Université de Technologie de Delft : 2. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
^ “Iberwind s’appuie sur une disponibilité de 98% avec un lacet frais, des gains de lame” . 15 février 2016 . Récupéré le 30 mai 2016 .
^ Barber, S.; Wang, Y.; Jafari, S.; Chokani, N.; Abhari, RS (28 janvier 2011). “L’impact de la formation de glace sur les performances et l’Aérodynamique des éoliennes“. Journal d’ingénierie de l’énergie solaire . 133 (1): 011007–011007–9. doi : 10.1115/1.4003187 . ISSN 0199-6231 .
^ Nilsen, Jannicke (1er février 2015). “Son spyler helikopteret bort et tykt lag med est” . Tu.no (en norvégien). Teknisk Ukeblad . Archivé de l’original le 20 janvier 2021. Ceux-ci fonctionnent .. en soufflant de l’air chaud dans les pales du rotor pour que la glace fonde, ou en utilisant des câbles chauffants sur le bord avant des pales du rotor où la glace colle. Aucun produit chimique n’est ajouté à l’eau, contrairement au dégivrage des avions, qui implique souvent une utilisation intensive de produits chimiques. Le prix du dégivrage d’une éolienne équivaut à la valeur de deux jours de production d’éoliennes.
^ Morten Lund (30 mai 2016). “Dansk firma sætter prisbelønnet selvhejsende kran i serieproduktion” . Ingeniøren . Archivé de l’original le 31 mai 2016 . Récupéré le 30 mai 2016 .
^ Jeremy Fugleberg (8 mai 2014). “Rêves abandonnés de vent et de lumière” . Atlas Obscure . Récupéré le 30 mai 2016 .
^ Tom Gray (11 mars 2013). “Vérification des faits : à propos de ces turbines “abandonnées”…” . Association américaine de l’énergie éolienne . Récupéré le 30 mai 2016 .
^ “Les pales d’éoliennes ne doivent pas finir dans les décharges” . L’équation . 30 octobre 2020 . Récupéré le 23 janvier 2022 .
^ “Les turbines jetées dans la décharge suscitent le débat sur le sale inconvénient du vent” . Bloomberg . 31 juillet 2019 . Récupéré le 6 décembre 2019 .
^ ^un ^b “Les pales d’éolienne ne doivent pas finir dans les décharges” . L’équation . 30 octobre 2020 . Récupéré le 23 janvier 2022 .
^ Barsoe, Tim (17 mai 2021). “Fin des déchets éoliens ? Vestas dévoile la technologie de recyclage des pales” . Reuters . Récupéré le 23 janvier 2022 .
^ “Le nouveau projet pilote HS2 remplace l’acier par des pales d’éoliennes à la retraite pour renforcer le béton” . Haute vitesse 2 . Récupéré le 12 mars 2021 . {{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)
^ Mason, Hannah (21 octobre 2021). “Anmet installe le premier pont piétonnier à base de pales d’éoliennes recyclées” . CompositesWorld .
^ Pierre, Maddie (11 février 2022). “Les ingénieurs construisent des ponts avec des pales d’éoliennes recyclées” . La Verge .
^ ^un ^{bc ”} ^Avantages et inconvénients de l’énergie éolienne – Idées d’énergie propre” . Idées d’énergie propre . 19 juin 2013 . Récupéré le 10 mai 2017 .
^ “Coût actualisé de l’énergie et coût actualisé du stockage 2018” . 8 novembre 2018 . Récupéré le 11 novembre 2018 .
^ “Systèmes d’énergie éolienne résidentiels – Énergie éolienne de Bergey” . bergey.com . Récupéré le 10 mai 2017 . ^{[ source non primaire nécessaire ]}
^ Rueter, Gero (27 décembre 2021). “Dans quelle mesure l’énergie éolienne est-elle durable?” . Deutsche Welle . Récupéré le 28 décembre 2021 . Une éolienne terrestre nouvellement construite aujourd’hui produit environ neuf grammes de CO2 pour chaque kilowattheure (kWh) qu’elle génère… une nouvelle centrale offshore en mer émet sept grammes de CO2 par kWh… les centrales solaires émettent 33 grammes CO2 pour chaque kWh produit … le gaz naturel produit 442 grammes de CO2 par kWh, l’électricité de la houille 864 grammes et l’électricité du lignite, ou lignite, 1034 grammes … l’énergie nucléaire représente environ 117 grammes de CO2 par kWh, compte tenu des émissions causées par l’extraction de l’uranium et la construction et l’exploitation de réacteurs nucléaires.
^ “À propos de l’énergie éolienne: fiches d’information et statistiques” . www.pawindenergynow.org . Récupéré le 10 mai 2017 .
^ “Taille des turbines” . Moniteur de vent Fraunhofer .
^ Parisé, J.; Walker, TR (2017). “Surveillance des oiseaux et des chauves-souris après la construction d’éoliennes industrielles : un cadre stratégique pour le Canada”. Journal de gestion de l’environnement . 201 : 252–259. doi : 10.1016/j.jenvman.2017.06.052 . PMID 28672197 .
^ Hosansky, David (1er avril 2011). “Énergie éolienne : l’énergie éolienne est-elle bonne pour l’environnement ?”. Chercheur QC .
^ Sovacool, BK (2013). “Les avantages aviaires de l’énergie éolienne : Une mise à jour de 2009”. Énergie renouvelable . 49 : 19–24. doi : 10.1016/j.renene.2012.01.074 .
^ “L’éolienne offshore la plus puissante au monde: énergie renouvelable Haliade-X 12 MW GE” . Récupéré le 15 avril 2020 .
^ “Le record Haliade-X 12 MW obtient un certificat de type complet” . Riviera .
^ Wittrup, Sanne. ” La puissance de la turbine géante de Vestas ” (en danois. Traduction en anglais ). Ingeniøren , 28 janvier 2014. Récupéré le 28 janvier 2014.
^ “L’éolienne disponible la plus puissante au monde obtient une augmentation de puissance majeure | MHI Vestas Offshore” . www.mhivestasoffshore.com . 2018 . Récupéré le 22 septembre 2018 .
^ “MHI Vestas lance une turbine V164 de 9,5 MW à Londres” . www.mhivestasoffshore.com . Récupéré le 22 septembre 2018 .
^ « Visites : Grande éolienne » . Archivé de l’original le 1er mai 2010 . Récupéré le 17 avril 2010 .
^ “Les centrales éoliennes au Canada – d’autres provinces” . 5 juin 2010 . Récupéré le 24 août 2010 .
^ “MBB Messerschmitt Monopteros M50 – 640,00 kW – Éolienne” . fr.wind-turbine-models.com .
^ Vries, Eize de. “Gros plan – Conception de la turbine offshore 6MW d’Aerodyn” . www.windpoweroffshore.com .
^ “Ming Yang complète une turbine offshore de 6,5 MW” . www.windpowermonthly.com .
^ Weston, David (12 mars 2015). « EWEA Offshore : Aerodyn 6MW connecté au réseau » . Énergie éolienne mensuelle . Archivé de l’original le 14 mars 2015 . Récupéré le 4 novembre 2019 .
^ “EXCLUSIF: Vestas teste une turbine concept à quatre rotors” . Énergie éolienne mensuelle . Archivé de l’original le 6 décembre 2020 . Récupéré le 20 avril 2016 .
^ Sanne Wittrup (20 avril 2016). “Vestas rejser usædvanlig ny multirotor-vindmølle” . Ingeniøren . Archivé de l’original le 3 décembre 2020 . Récupéré le 20 avril 2016 .
^ Vidéo de quadrotor sur YouTube
^ “Surpassing Matilda: éoliennes danoises record” . Archivé de l’original le 22 mars 2011 . Récupéré le 26 juillet 2010 .
^ “Générateur de vent d’altitude la plus élevée” . Records du monde Guinness .
^ Satullo, Sara (4 août 2013). “Les étudiants du Northampton Community College aident à établir le record du monde Guinness au Pérou” . lehighvalleylive .
^ “Le parc éolien flottant sera le premier au Royaume-Uni” . Nouvelles de la BBC . 2 novembre 2015.

Lectures complémentaires

Tony Burton, David Sharpe, Nick Jenkins, Ervin Bossanyi : Manuel sur l’énergie éolienne , John Wiley & Sons, 2e édition (2011), ISBN 978-0-470-69975-1
Darrell, Dodge, Early History Through 1875 Archivé le 2 décembre 2010 sur Wayback Machine , TeloNet Web Development, Copyright 1996–2001
Ersen Erdem, Applications industrielles des éoliennes
Robert Gasch, Jochen Twele (éd.), Centrales éoliennes. Principes fondamentaux, conception, construction et exploitation , Springer 2012 ISBN 978-3-642-22937-4 .
Erich Hau, Éoliennes: fondamentaux, technologies, application, économie Springer, 2013 ISBN 978-3-642-27150-2 (aperçu sur Google Books)
Siegfried Heier, Intégration au réseau des systèmes de conversion d’énergie éolienne John Wiley & Sons, 3e édition (2014), ISBN 978-1-119-96294-6
Peter Jamieson, Innovation dans la conception d’éoliennes . Wiley & Sons 2011, ISBN 978-0-470-69981-2
JF Manwell, JG McGowan, AL Roberts, L’énergie éolienne expliquée : théorie, conception et application , John Wiley & Sons, 2e édition (2012), ISBN 978-0-47001-500-1
David Spera (ed,) Wind Turbine Technology: Fundamental Concepts in Wind Turbine Engineering , Deuxième édition (2009), ASME Press, ISBN 9780791802601
Alois Schaffarczyk (éd.), Comprendre la technologie de l’énergie éolienne , John Wiley & Sons, (2014), ISBN 978-1-118-64751-6
Hermann-Josef Wagner, Jyotirmay Mathur, Introduction aux systèmes éoliens. Bases, technologie et fonctionnement . Springer (2013), ISBN 978-3-642-32975-3
GA Mansoori, N Enayati, LB Agyarko (2016), Énergie : sources, utilisation, législation, durabilité, l’Illinois en tant qu’État modèle

Liens externes

Wikimedia Commons a des médias liés à l’ éolienne .

Harvesting the Wind (45 conférences sur les éoliennes par le professeur Magdi Ragheb
Technologie de l’énergie éolienne Association mondiale de l’énergie éolienne
Top 21 des plus grandes éoliennes au monde
Lavars, Nick (21 mars 2022). “GE produit la plus grande pale d’éolienne recyclable au monde” . Nouvel Atlas . Récupéré le 23 mars 2022 .