L'énergie du vent provient du chauffage solaire inégal de l'atmosphère. L'utilisation du vent pour l'énergie remonte aux premiers voiliers. Sur terre, les moulins à vent ont appliqué le principe des voiles à un arbre rotatif, pour récolter l'énergie mécanique du vent pour fournir de la puissance mécanique. De petites éoliennes dans les fermes alimentent les pompes à eau, et certaines étaient couplées à des générateurs d'automobiles pour produire de l'électricité à la ferme avant la construction du réseau de distribution d'électricité. Aujourd'hui, d'énormes éoliennes fournissent de l'énergie à ce réseau.
Comment fonctionnent les éoliennes modernes
Les composants de base d'une éolienne moderne comprennent les pales du rotor montées sur un arbre à basse vitesse et une boîte de vitesses reliant l'arbre à basse vitesse à un arbre à grande vitesse, qui fait tourner un générateur. Un frein protège le système de la vitesse excessive dans les vents de plus de 88 kilomètres par heure (55 miles par heure). Il n'y a pas de turbine réelle. Le système se trouve sur une haute tour avec un "mouvement de lacet" pour contrôler la direction de la turbine, comme décrit par le ministère de l'Énergie. Un anémomètre mesure la vitesse du vent et un contrôleur démarre ou arrête le système en fonction de la vitesse du vent mesurée.
Comment mesurer la capacité de production
La taille des éoliennes varie en fonction de l'application. des maisons unifamiliales aux turbines à l'échelle industrielle installées dans les parcs éoliens. La Wind Energy Foundation explique comment la capacité de production varie en fonction de la superficie en pieds carrés balayée par les rotors, de la vitesse du vent et même de la densité de l'air due aux variations de température et d'altitude. L'énergie disponible dans le vent augmente par le cube de la vitesse - c'est-à-dire qu'une double augmentation de la vitesse du vent donne huit fois la puissance. La mesure la plus précise de la capacité d'une turbine dans un site donné est le «rendement spécifique» produit par la turbine en un an.
Considérations de conception pour les parcs éoliens
Choisir et concevoir un parc éolien nécessite de nombreuses étapes et considérations, telles que décrites par la World Wind Energy Association. D'abord, des questions juridiques telles que l'autorisation et les problèmes liés au site, tels que la quantité de vent et la qualité du sol, afin de soutenir les tours de turbine et la proximité physique des réseaux électriques existants. Les terrains doivent être loués et des contrats garantis pour vendre l'électricité produite par l'installation. Les rapports de Bloomberg Business indiquent que la capacité de production d'énergie éolienne en Chine est insuffisante, faute de capacité à accepter l'énergie produite par les installations situées dans des sites prometteurs basés sur les vents disponibles.
Avantages et inconvénients de l'énergie éolienne
Le principal avantage de l'énergie éolienne est la disponibilité de l'énergie libre de l'air en mouvement, sans créer de pollution due à la combustion du carburant. Le principal inconvénient est le manque de fiabilité des vents; quand le vent ne souffle pas, l'investissement dans les éoliennes ne paie pas et le réseau doit fonctionner autour d'une alimentation électrique intermittente. Les systèmes qui ne sont pas sur le réseau électrique ont besoin d'un dispositif de stockage comme une batterie pour maintenir l'énergie générée lorsqu'il n'y a pas assez de vent. National Geographic rapporte des problèmes avec les turbines qui tuent la faune ailée, et les difficultés à adopter de nouveaux modèles pour résoudre les problèmes. Le bruit et même les ombres des turbines posent également des problèmes.
