Comment fonctionne l'énergie éolienne

Dès 3000 avant JC, les gens utilisaient l'énergie éolienne.

Il est parfois difficile d'imaginer l'air comme un fluide. Cela semble tellement... invisible. Mais l'air est un fluide comme les autres sauf que ses particules sont sous forme gazeuse au lieu de liquide. Et quand l'air se déplace rapidement, sous forme de vent, ces particules se déplacent rapidement. Le mouvement signifie énergie cinétique, qui peut être capturé, tout comme l'énergie de l'eau en mouvement peut être captée par la turbine d'un barrage hydroélectrique. Dans le cas d'un éolienne électrique , les pales de la turbine sont conçues pour capter l'énergie cinétique du vent. Le reste est presque identique à une installation hydroélectrique :lorsque les pales de la turbine captent l'énergie éolienne et commencent à se déplacer, ils font tourner un arbre qui mène du moyeu du rotor à un générateur. Le générateur transforme cette énergie de rotation en électricité. A son essence, produire de l'électricité à partir du vent consiste à transférer de l'énergie d'un milieu à un autre.

L'énergie éolienne, tout commence avec le soleil. Quand le soleil réchauffe une certaine zone de terre, l'air autour de cette masse terrestre absorbe une partie de cette chaleur. A une certaine température, cet air plus chaud commence à monter très rapidement parce qu'un volume donné d'air chaud est plus léger qu'un volume égal d'air plus frais. Les particules d'air se déplaçant plus rapidement (plus chaudes) exercent plus de pression que les particules se déplaçant plus lentement, il en faut donc moins pour maintenir la pression atmosphérique normale à une altitude donnée (voir Comment fonctionnent les montgolfières pour en savoir plus sur la température et la pression de l'air). Quand cet air chaud plus léger monte soudainement, l'air plus frais s'écoule rapidement pour combler le vide laissé par l'air chaud. L'air qui s'engouffre pour combler le vide est le vent.

Merci Merci à Willy Cheng pour son aide dans cet article.

Si vous placez un objet comme une pale de rotor sur la trajectoire de ce vent, le vent poussera dessus, transférant une partie de sa propre énergie de mouvement à la lame. C'est ainsi qu'une éolienne capte l'énergie du vent. La même chose se produit avec un voilier. Lorsque l'air en mouvement pousse sur la barrière de la voile, cela fait bouger le bateau. Le vent a transféré sa propre énergie de mouvement au voilier.

Dans la section suivante, nous examinerons les différentes parties d'une éolienne.

Contenu

Parties d'une éolienne
Technologie éolienne moderne
Aérodynamique des turbines
Calcul de la puissance
Ressources et économie de l'énergie éolienne
Utilisation de l'énergie éolienne aux États-Unis
Parcs éoliens
Incitatifs gouvernementaux

Parties d'une éolienne

Histoire de l'énergie éolienneDès 3000 avant JC, les gens ont utilisé l'énergie éolienne pour la première fois sous forme de voiliers en Egypte. Les voiles capturaient l'énergie du vent pour tirer un bateau sur l'eau. Les premiers moulins à vent, utilisé pour moudre le grain, est né soit en 2000 av. dans l'ancienne Babylone ou en 200 av. dans l'ancienne Perse, selon qui vous demandez. Ces premiers appareils se composaient d'une ou plusieurs poutres en bois montées verticalement, au fond duquel était une meule, attaché à un arbre rotatif qui tournait avec le vent. Le concept d'utilisation de l'énergie éolienne pour moudre le grain s'est rapidement répandu au Moyen-Orient et était largement utilisé bien avant l'apparition du premier moulin à vent en Europe. À partir du 11ème siècle après JC, Les croisés européens ont ramené le concept chez eux, et le moulin à vent de type hollandais que la plupart d'entre nous connaissent est né.

Le développement moderne de la technologie et des applications de l'énergie éolienne était en bonne voie dans les années 1930, quand on estime à 600, 000 éoliennes alimentent les zones rurales en électricité et en pompage d'eau. Une fois la distribution d'électricité à grande échelle étendue aux fermes et aux villes de campagne, l'utilisation de l'énergie éolienne aux États-Unis a commencé à diminuer, mais il a repris après la pénurie de pétrole aux États-Unis au début des années 1970. Au cours des 30 dernières années, la recherche et le développement ont fluctué selon l'intérêt du gouvernement fédéral et les incitatifs fiscaux. Au milieu des années 80, Les éoliennes avaient une puissance nominale maximale typique de 150 kW. En 2006, commercial, les turbines à grande échelle sont généralement évaluées à plus de 1 MW et sont disponibles dans une capacité allant jusqu'à 4 MW.

L'éolienne la plus simple possible se compose de trois parties cruciales :

Des pales de rotor - Les pales sont essentiellement les voiles du système; dans leur forme la plus simple, ils agissent comme des barrières au vent (les conceptions de pales plus modernes vont au-delà de la méthode de la barrière). Quand le vent force les pales à bouger, il a transféré une partie de son énergie au rotor.

Arbre - L'arbre de l'éolienne est relié au centre du rotor. Lorsque le rotor tourne, l'arbre tourne aussi. De cette façon, le rotor transfère sa mécanique, l'énergie de rotation à l'arbre, qui entre dans un générateur électrique à l'autre extrémité.

Générateur - Dans sa forme la plus basique, un générateur est un appareil assez simple. Il utilise les propriétés de l'induction électromagnétique pour produire une tension électrique - une différence de charge électrique. La tension est essentiellement une pression électrique - c'est la force qui déplace l'électricité, ou courant électrique, d'un point à un autre. Ainsi, la génération de tension génère en fait du courant. Un générateur simple se compose d'aimants et d'un conducteur. Le conducteur est généralement un fil enroulé. A l'intérieur du générateur, l'arbre se connecte à un ensemble d'aimants permanents qui entoure la bobine de fil. En induction électromagnétique, si vous avez un conducteur entouré d'aimants, et l'une de ces pièces est en rotation par rapport à l'autre, il induit une tension dans le conducteur. Lorsque le rotor fait tourner l'arbre, l'arbre fait tourner l'ensemble des aimants, générer une tension dans la bobine de fil. Cette tension entraîne un courant électrique (généralement un courant alternatif, ou courant alternatif) via les lignes électriques pour la distribution. (Voir Comment fonctionnent les électroaimants pour en savoir plus sur l'induction électromagnétique, et voir Comment fonctionnent les centrales hydroélectriques pour en savoir plus sur les générateurs à turbine.)

Maintenant que nous avons examiné un système simplifié, nous allons passer à la technologie moderne que vous voyez dans les parcs éoliens et les arrière-cours rurales aujourd'hui. C'est un peu plus complexe, mais les principes sous-jacents sont les mêmes.

Technologie éolienne moderne

Quand vous parlez d'éoliennes modernes, vous examinez deux conceptions principales :à axe horizontal et à axe vertical. Éoliennes à axe vertical ( VAWT ) sont assez rares. La seule actuellement en production commerciale est la turbine Darrieus, qui ressemble à un batteur à oeufs.

Photo gracieuseté de NREL (à gauche) et Solwind Ltd
Éoliennes à axe vertical (à gauche :turbine Darrieus)

Dans un VAWT, l'arbre est monté sur un axe vertical, perpendiculaire au sol. Les VAWT sont toujours alignés avec le vent, contrairement à leurs homologues à axe horizontal, aucun ajustement n'est donc nécessaire lorsque la direction du vent change ; mais un VAWT ne peut pas commencer à bouger tout seul - il a besoin d'un coup de pouce de son système électrique pour démarrer. Au lieu d'une tour, il utilise généralement des haubans pour le support, donc l'élévation du rotor est plus faible. Une altitude plus basse signifie un vent plus lent en raison des interférences avec le sol, les VAWT sont donc généralement moins efficaces que les HAWT. A la hausse, tout l'équipement est au niveau du sol pour une installation et un entretien faciles ; mais cela signifie une plus grande empreinte pour la turbine, ce qui est très négatif dans les zones agricoles.

VAWT de conception Darrieus

Les VAWT peuvent être utilisés pour les turbines à petite échelle et pour le pompage de l'eau dans les zones rurales, mais tous produits commercialement, les éoliennes à grande échelle sont éoliennes à axe horizontal ( HAWT ).

Photo avec l'aimable autorisation de GNU; Photographe :Kit Conn
Parc éolien en Californie

Comme le nom l'indique, l'arbre HAWT est monté horizontalement, parallèle au sol. Les HAWT doivent constamment s'aligner avec le vent à l'aide d'un mécanisme de réglage du lacet. Le système de lacet se compose généralement de moteurs électriques et de boîtes de vitesses qui déplacent l'ensemble du rotor vers la gauche ou la droite par petits incréments. Le contrôleur électronique de l'éolienne lit la position d'un dispositif de girouette (mécanique ou électronique) et ajuste la position du rotor pour capter le plus d'énergie éolienne disponible. Les HAWT utilisent une tour pour soulever les composants de la turbine à une altitude optimale pour la vitesse du vent (et ainsi les pales peuvent dégager le sol) et occupent très peu d'espace au sol puisque presque tous les composants sont jusqu'à 260 pieds (80 mètres) dans le air.

Composants HAWT de grande taille :

des pales de rotor - capturer l'énergie du vent et la convertir en énergie de rotation de l'arbre
arbre - transfère l'énergie de rotation dans le générateur
nacelle - boîtier qui contient le boîte de vitesses (augmente la vitesse de l'arbre entre le moyeu du rotor et le générateur), Générateur {utilise l'énergie de rotation de l'arbre pour générer de l'électricité en utilisant l'électromagnétisme), unité de contrôle électronique (système de moniteurs, arrête la turbine en cas de dysfonctionnement et contrôle le mécanisme de lacet), contrôleur de lacet (déplace le rotor pour s'aligner avec la direction du vent) et freins (arrêter la rotation de l'arbre en cas de surcharge de puissance ou de panne du système).
la tour - prend en charge le rotor et la nacelle et soulève l'ensemble de la configuration à une altitude plus élevée où les pales peuvent dégager le sol en toute sécurité
équipement électrique - transporte l'électricité du générateur jusqu'à la tour et contrôle de nombreux éléments de sécurité de la turbine

Du début à la fin, le processus de production d'électricité à partir du vent - et de livraison de cette électricité aux personnes qui en ont besoin - ressemble à ceci :

Aérodynamique des turbines

Contrairement à la conception de moulin à vent hollandais à l'ancienne, qui reposait principalement sur la force du vent pour pousser les pales en mouvement, les turbines modernes utilisent des turbines plus sophistiquées aérodynamique principes pour capter l'énergie du vent le plus efficacement possible. Les deux principales forces aérodynamiques à l'œuvre dans les rotors d'éoliennes sont ascenseur , qui agit perpendiculairement à la direction du vent; et glisser , qui agit parallèlement à la direction du vent.

Les pales de turbine ont la forme d'ailes d'avion -- elles utilisent un profil aérodynamique conception. Dans une aile, une surface de la lame est quelque peu arrondie, tandis que l'autre est relativement plat. L'ascenseur est un phénomène assez complexe et peut en fait nécessiter un doctorat. en mathématiques ou en physique pour bien saisir. Mais dans une explication simplifiée de l'ascenseur, quand le vent passe sur therounded, face sous le vent de la pale, il doit aller plus vite pour atteindre l'extrémité de la pale à temps pour rencontrer le vent passant sur le plat, face au vent de la pale (face à la direction d'où souffle le vent). Étant donné que l'air en mouvement plus rapide a tendance à s'élever dans l'atmosphère, le vent arrière, la surface incurvée se termine par une poche à basse pression juste au-dessus. La zone basse pression aspire la pale dans le sens du vent arrière, un effet connu sous le nom de "lift". Du côté au vent de la pale, le vent se déplace plus lentement et crée une zone de pression plus élevée qui pousse sur la pale, essayer de le ralentir. Comme dans la conception d'une aile d'avion, un rapport portance/traînée élevé est essentiel dans la conception d'une aube de turbine efficace. Les aubes de turbine sont tordues afin qu'elles puissent toujours présenter un angle qui tire parti du rapport de force de portance/traînée idéal. Voir Comment fonctionnent les avions pour en savoir plus sur la portance, la traînée et l'aérodynamisme d'un profil aérodynamique.

L'aérodynamique n'est pas la seule considération de conception en jeu dans la création d'une éolienne efficace. Taille importe - plus les aubes de turbine sont longues (et donc plus le diamètre du rotor est grand), plus une turbine peut capter d'énergie du vent et plus la capacité de production d'électricité est grande. En général, le doublement du diamètre du rotor produit une augmentation de quatre fois la production d'énergie. Dans certains cas, cependant, dans une zone où la vitesse du vent est plus faible, un rotor de plus petit diamètre peut finir par produire plus d'énergie qu'un plus grand rotor car avec une configuration plus petite, il faut moins d'énergie éolienne pour faire tourner le plus petit générateur, Ainsi, la turbine peut fonctionner à pleine capacité presque tout le temps. Hauteur de la tour est un facteur majeur de la capacité de production, également. Plus la turbine est haute, plus il peut capter d'énergie car la vitesse du vent augmente avec l'élévation -- la friction au sol et les objets au niveau du sol interrompent le flux du vent. Les scientifiques estiment une augmentation de 12 pour cent de la vitesse du vent avec chaque doublement de l'altitude.

Calcul de la puissance

Pour calculer la quantité d'énergie qu'une turbine peut réellement générer à partir du vent, vous devez connaître la vitesse du vent sur le site de l'éolienne et la puissance nominale de l'éolienne. La plupart des grandes turbines produisent leur puissance maximale à des vitesses de vent d'environ 15 mètres par seconde (33 mph). Compte tenu des vitesses de vent constantes, c'est le diamètre du rotor qui détermine la quantité d'énergie qu'une turbine peut générer. Gardez à l'esprit que lorsque le diamètre du rotor augmente, la hauteur de la tour augmente également, ce qui signifie plus d'accès à des vents plus rapides.

Taille du rotor et puissance de sortie maximale
Diamètre du rotor (mètres)
Puissance de sortie (kW)
dix
25
17
100
27
225
33
300
40
500
44
600
48
750
54
1000
64
1500
72
2000
80
2500
Sources :Association danoise de l'industrie éolienne, Association américaine de l'énergie éolienne

À 33 mph, la plupart des grandes turbines génèrent leur puissance nominale, et à 45 mph (20 mètres par seconde), la plupart des grandes turbines se sont arrêtées. Il existe un certain nombre de systèmes de sécurité qui peut éteindre une éolienne si la vitesse du vent menace la structure, y compris un capteur de vibration remarquablement simple utilisé dans certaines turbines qui se compose essentiellement d'une boule de métal attachée à une chaîne, posé sur un petit piédestal. Si la turbine se met à vibrer au-dessus d'un certain seuil, la balle tombe du piédestal, tirant sur la chaîne et déclenchant un arrêt.

Le système de sécurité le plus souvent activé dans une turbine est probablement le "Système de freinage , qui est déclenchée par des vitesses de vent supérieures au seuil. Ces configurations utilisent un système de contrôle de puissance qui appuie essentiellement sur les freins lorsque la vitesse du vent devient trop élevée, puis "relâche les freins" lorsque le vent revient en dessous de 45 mph. Les conceptions modernes de grandes turbines utilisent plusieurs types de systèmes de freinage :

Contrôle de la hauteur - Le contrôleur électronique de la turbine surveille la puissance de sortie de la turbine. À des vitesses de vent supérieures à 45 mph, la puissance de sortie sera trop élevée, à ce moment, le contrôleur dit aux pales de modifier leur pas de manière à ce qu'elles ne soient plus alignées avec le vent. Cela ralentit la rotation des lames. Les systèmes à pas contrôlé nécessitent que l'angle de montage des pales (sur le rotor) soit réglable.
Contrôle de décrochage passif - Les pales sont montées sur le rotor à un angle fixe mais sont conçues de manière à ce que les torsions des pales elles-mêmes appliquent les freins une fois que le vent devient trop rapide. Les pales sont inclinées de sorte que les vents au-dessus d'une certaine vitesse provoquent des turbulences du côté amont de la pale, décrochage induisant. Simplement déclaré, le décrochage aérodynamique se produit lorsque l'angle de la pale face au vent venant en sens inverse devient si raide qu'il commence à éliminer la force de portance, diminuant la vitesse des lames.
Contrôle de décrochage actif - Les pales de ce type de système de contrôle de puissance sont inclinables, comme les pales dans un système à pas contrôlé. Un système de décrochage actif lit la puissance de sortie de la même manière qu'un système à commande de tangage, mais au lieu d'incliner les pales hors de l'alignement avec le vent, il les lance pour produire un décrochage.

(Voir Petester's Basic Aerodynamics pour une bonne explication de la portance et de l'immobilité.)

Globalement, au moins 50, 000 éoliennes produisent un total de 50 milliards de kilowattheures (kWh) par an. Dans la section suivante, nous examinerons la disponibilité des ressources éoliennes et la quantité d'électricité que les éoliennes peuvent réellement produire.

Ressources et économie de l'énergie éolienne

Un Watt ?

Watt (W) - capacité de production d'électricité
1 mégawatt (MW, 1 million de watts) d'énergie éolienne peut produire de 2,4 à 3 millions de kilowattheures d'électricité en un an.
Kilowatt-heure (kWh) - un kilowatt (kW, 1, 000 watts) d'électricité produite ou consommée en une heure

Voir Comment fonctionne l'électricité pour en savoir plus.

A l'échelle mondiale, les éoliennes produisent actuellement à peu près autant d'électricité que huit grandes centrales nucléaires. Cela inclut non seulement les turbines à grande échelle, mais aussi de petites turbines générant de l'électricité pour les particuliers ou les entreprises (parfois utilisées en conjonction avec l'énergie solaire photovoltaïque). Un petit, Une turbine d'une capacité de 10 kW peut en générer jusqu'à 16, 000 kWh par an, et un ménage américain typique en consomme environ 10, 000 kWh en un an.

Une grande éolienne typique peut générer jusqu'à 1,8 MW d'électricité, ou 5,2 millions de KWh par an, dans des conditions idéales - assez pour alimenter près de 600 foyers. Toujours, les centrales nucléaires et au charbon peuvent produire de l'électricité moins cher que les éoliennes. Alors pourquoi utiliser l'énergie éolienne ? Les deux principales raisons d'utiliser le vent pour produire de l'électricité sont les plus évidentes :l'énergie éolienne est nettoyer , et son renouvelable . Il ne libère pas de gaz nocifs comme le CO2 et les oxydes d'azote dans l'atmosphère comme le fait le charbon (voir Comment fonctionne le réchauffement climatique), et nous ne risquons pas de manquer de vent de sitôt. Il y a aussi l'indépendance associée à l'énergie éolienne, car n'importe quel pays peut le générer chez lui sans aucun soutien étranger. Et une éolienne peut apporter de l'électricité dans des régions éloignées non desservies par le réseau électrique central.

Mais il y a des inconvénients, trop. Les éoliennes ne peuvent pas toujours fonctionner à 100 % de leur puissance comme de nombreux autres types de centrales électriques, car la vitesse du vent fluctue. Les éoliennes peuvent être bruyantes si vous habitez à proximité d'une centrale éolienne, ils peuvent être dangereux pour les oiseaux et les chauves-souris, et dans les zones désertiques durcies, il y a un risque d'érosion des terres si vous creusez le sol pour installer des turbines. Aussi, le vent étant une source d'énergie relativement peu fiable, les exploitants d'éoliennes doivent appuyer le système avec une petite quantité d'énergie fiable, énergie non renouvelable pour les moments où la vitesse du vent diminue. Certains prétendent que l'utilisation d'énergie non propre pour soutenir la production d'énergie propre annule les avantages, mais l'industrie éolienne prétend que la quantité d'énergie non propre qui est nécessaire pour maintenir un approvisionnement constant en électricité dans un système éolien est bien trop faible pour contrecarrer les avantages de la production d'énergie éolienne.

Utilisation de l'énergie éolienne aux États-Unis

Inconvénients potentiels mis à part, les États-Unis ont un bon nombre d'éoliennes installées, totalisant plus de 9, 000 MW de capacité de production en 2006. Cette capacité génère environ 25 milliards de kWh d'électricité, ce qui semble beaucoup mais représente en réalité moins de 1 % de l'électricité produite dans le pays chaque année. Depuis 2005, La production d'électricité aux États-Unis se décompose comme suit :

Charbon :52%
Nucléaire :20%
Gaz naturel :16%
Hydroélectricité :7%
Autre (y compris le vent, biomasse, géothermie et solaire) :5%

Source :Association américaine de l'énergie éolienne

La production totale actuelle d'électricité aux États-Unis est de l'ordre de 3 600 milliards de kWh chaque année. L'éolien a le potentiel de générer bien plus de 1 % de cette électricité. Selon l'American WindEnergy Association, le potentiel d'énergie éolienne des États-Unis est estimé à environ 10,8 billions de kWh par an, soit à peu près l'équivalent de la quantité d'énergie contenue dans 20 milliards de barils de pétrole (l'approvisionnement annuel mondial actuel en pétrole). Pour rendre l'énergie éolienne réalisable dans une zone donnée, il nécessite des vitesses de vent minimales de 9 mph (3 mètres par seconde) pour les petites turbines et de 13 mph (6 mètres par seconde) pour les grandes turbines. Ces vitesses de vent sont courantes aux États-Unis, bien que la plupart ne soient pas attelés.

En ce qui concerne les éoliennes, le placement est tout. Connaissant le vent d'une région, quelles sont les vitesses et combien de temps ces vitesses durent sont les facteurs décisifs décisifs dans la construction d'un parc éolien efficace. L'énergie cinétique du vent augmente de façon exponentielle proportionnellement à sa vitesse, donc une petite augmentation de la vitesse du vent est en fait une grande augmentation du potentiel de puissance. La règle générale est qu'en doublant la vitesse du vent, le potentiel de puissance est multiplié par huit. Donc, théoriquement, une turbine dans une zone avec des vitesses de vent moyennes de 26 mph générera en fait huit fois plus d'électricité qu'une installation où les vitesses de vent moyennes sont de 13 mph. C'est "théoriquement" parce que dans les conditions du monde réel, il y a une limite à la quantité d'énergie qu'une turbine peut extraire du vent. C'est ce qu'on appelle la limite de Betz, et c'est environ 59 pour cent. Mais une petite augmentation de la vitesse du vent conduit toujours à une augmentation significative de la puissance de sortie.

Parcs éoliens

Photo gracieuseté de General Electric Company
Parc éolien de Raheenleagh

Comme dans la plupart des autres domaines de la production d'électricité, quand il s'agit de capter l'énergie du vent, l'efficacité vient en grand nombre. Groupes de grandes turbines, appelé parcs éoliens ou éoliennes, sont l'utilisation la plus rentable de la capacité d'énergie éolienne. Les éoliennes à grande échelle les plus courantes ont des capacités de puissance comprises entre 700 KW et 1,8 MW, et ils sont regroupés pour tirer le meilleur parti des ressources éoliennes disponibles. Ils sont généralement espacés les uns des autres dans les zones rurales avec des vitesses de vent élevées, et la faible empreinte des HAWT signifie que l'utilisation agricole de la terre n'est pratiquement pas affectée. Les parcs éoliens ont des capacités allant de quelques MW à des centaines de MW. La plus grande centrale éolienne au monde est le parc éolien de Raheenleagh situé au large des côtes irlandaises. À pleine capacité (il fonctionne actuellement à capacité partielle), il aura 200 turbines, une puissance nominale totale de 520 MW et a coûté près de 600 millions de dollars à construire.

Le coût de l'énergie éolienne à grande échelle a considérablement diminué au cours des deux dernières décennies en raison des progrès technologiques et de conception dans la production et l'installation des turbines. Au début des années 1980, l'énergie éolienne coûte environ 30 cents le kWh. En 2006, l'énergie éolienne coûte aussi peu que 3 à 5 cents le kWh là où le vent est particulièrement abondant. Plus la vitesse du vent dans le temps dans une zone d'éolienne donnée est élevée, plus le coût de l'électricité produite par la turbine est bas. En moyenne, le coût de l'énergie éolienne est d'environ 4 à 10 cents le kWh aux États-Unis.

Comparaison des coûts énergétiques
Type de ressource Coût moyen (cents par kWh)
Hydroélectrique2-5
Nucléaire3-4
Charbon4-5
Gaz naturel4-5
Vent 4-10
Géothermie5-8
Biomasse8-12
Pile à combustible à hydrogène10-15
Solaire15-32
Sources :Association américaine de l'énergie éolienne, Blogue du vent, École des sciences de la Terre de Stanford

De nombreuses grandes entreprises énergétiques proposent " tarification verte " des programmes qui permettent aux clients de payer plus par kWh pour utiliser l'énergie éolienne au lieu de l'énergie provenant de " la puissance du système, " qui est le pool de toute l'électricité produite sur le territoire, renouvelable et non renouvelable. Si vous choisissez d'acheter de l'énergie éolienne et que vous habitez à proximité d'un parc éolien, l'électricité que vous utilisez dans votre maison peut en fait être produite par le vent ; plus souvent, le prix plus élevé que vous payez sert à supporter le coût de l'énergie éolienne, mais l'électricité que vous utilisez dans votre maison provient toujours de l'alimentation du système. Dans les États où le marché de l'énergie a été déréglementé, les consommateurs peuvent acheter de l'« électricité verte » directement auprès d'un fournisseur d'énergie renouvelable, auquel cas l'électricité qu'ils utilisent dans leurs maisons provient certainement du vent ou d'autres sources renouvelables.

Mettre en place une petite éolienne pour vos propres besoins est une façon de garantir que l'énergie que vous utilisez est propre et renouvelable. Une installation de turbine résidentielle ou commerciale peut coûter de 5 $, 000 à 80 $, 000. Une installation à grande échelle coûte beaucoup plus cher. Un seul, Une turbine de 1,8 MW peut fonctionner jusqu'à 1,5 million de dollars installés, et cela n'inclut pas la terre, lignes de transmission et autres coûts d'infrastructure associés à un système éolien. Globalement, les parcs éoliens coûtent environ 1 $, 000 par kW de capacité, ainsi, un parc éolien composé de sept turbines de 1,8 MW exploite environ 12,6 millions de dollars. Le « temps de retour sur investissement » pour une grande éolienne - le temps qu'il faut pour générer suffisamment d'électricité pour compenser l'énergie consommée lors de la construction et de l'installation de l'éolienne - est d'environ trois à huit mois, selon l'American Wind Energy Association.

Incitatifs gouvernementaux

Les incitations gouvernementales pour les producteurs à grande et à petite échelle contribuent à la faisabilité économique d'un système éolien. Voici quelques-uns des programmes actuels d'incitation économique pour les systèmes d'énergie renouvelable :

Crédit d'impôt à la production :Essentiellement, éoliennes, généralement des entreprises, recevoir 1,8 cents (en décembre 2005) par kWh d'énergie éolienne produite pour la distribution en gros au cours des 10 premières années de fonctionnement du parc éolien.
Comptage net - Dans ce système, les particuliers et les entreprises produisant de l'énergie renouvelable reçoivent des crédits pour chaque kWh qu'ils produisent au-delà de leurs propres besoins. Quand quelqu'un produit plus d'électricité qu'il n'en a besoin, son wattmètre tourne à l'envers, envoyer cet excès d'électricité au réseau électrique. Il reçoit des crédits pour l'électricité qu'il envoie au réseau, qui compte comme paiement pour toute électricité qu'il tire du réseau lorsque sa turbine ne peut pas fournir suffisamment d'électricité pour sa maison ou son entreprise. (De nombreuses grandes sociétés énergétiques ne se soucient pas beaucoup de cette configuration car elles achètent essentiellement l'énergie éolienne du producteur individuel au prix de détail au lieu du prix de gros qu'elles paieraient pour un parc éolien.)
Crédits d'énergie renouvelable - De nombreux États ont désormais des quotas d'énergies renouvelables pour les compagnies d'électricité, par lequel ces entreprises doivent acheter un certain pourcentage de leur électricité à partir de sources renouvelables. Si quelqu'un avec sa propre turbine vit dans un état qui a un « programme de crédit vert, " il reçoit des crédits échangeables pour chaque mégawattheure d'énergie renouvelable qu'il produit en un an. Il peut ensuite vendre ces crédits à de grands, les entreprises d'énergie conventionnelle cherchant à atteindre leur quota d'énergie renouvelable d'État ou fédéral.
Crédits d'impôt à l'installation :Le gouvernement fédéral et certains États offrent des crédits d'impôt pour les coûts de mise en place d'un système d'énergie renouvelable. Maryland, par exemple, offre aux entreprises ou aux propriétaires un crédit de 25 % du coût d'achat et d'installation d'un système d'éoliennes si le bâtiment alimenté en énergie répond à certains « critères écologiques » globaux.

Photo gracieuseté de NREL (à gauche) et stock.xchng
Éolienne résidentielle (à gauche) et éolienne à grande échelle

Alors que l'énergie éolienne est toujours subventionnée par le gouvernement, c'est actuellement un produit compétitif et, par la plupart des comptes, peut se suffire à lui-même en tant que source d'alimentation viable. Le Laboratoire Battelle du Pacifique Nord-Ouest, un laboratoire de science et technologie du département américain de l'énergie, estime que l'énergie éolienne est capable de fournir 20 pour cent de l'électricité des États-Unis sur la seule base des ressources éoliennes. L'American Wind Energy Association met ce nombre à 100 pour cent théorique. Quelle que soit l'estimation correcte, les États-Unis ne verront probablement pas ces pourcentages de sitôt. L'American Wind Energy Association prévoit que d'ici 2020, le vent fournira 6 pour cent de toute l'électricité des États-Unis. Alors que les États-Unis possèdent l'une des plus grandes bases éoliennes installées au monde en termes de puissance en watts, en pourcentage, il est à la traîne par rapport aux autres pays développés. Le Royaume-Uni a un objectif déclaré de 10 pour cent d'énergie éolienne d'ici 2010. L'Allemagne génère actuellement 8 pour cent de son électricité à partir du vent, et l'Espagne est à 6 pour cent. Danemark, le leader mondial de la consommation d'énergie propre, tire plus de 20 % de son électricité du vent.

Pour plus d'informations sur l'énergie éolienne et les sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.