Fonctionnement d'une éolienne

 

Caractéristiques et fonctionnement d'une éolienne

Une éolienne transforme l'énergie du vent en énergie électrique. Le vent met en mouvement le rotor permettant sa transformation en énergie mécanique. La vitesse de rotation de l'arbre entraîné par le mouvement des pales (5 à 15 tours par minute) est accélérée par un multiplicateur. Cette énergie mécanique est ensuite transmise au générateur.

L'électricité produite transite par un transformateur situé dans la nacelle ou au pied du mât qui en élève la tension. Un parc éolien est constitué de plusieurs aérogérérateurs, espacés de plusieurs centaines de mètres, connectés entre eux par un réseau interne souterrain et raccordés au réseau public par l'intermédiaire d'un poste de livraison.

S'agissant de l'évolution des caractéristiques des machines, si au début des années 2000, la hauteur moyenne des mâts installés en France se situait aux environs de 50 mètres, ce chiffre a régulièrement évolué pour atteindre 90 mètres en moyenne aujourd'hui. Le diamètre du rotor dépend quant à lui de la technologie de chaque aérogénérateur, mais également d'une adaptation des pales aux conditions de vent propres à chaque site (pour un site peu venté, on utilisera des pales d'une surface importante afin de capter le maximum de puissance).

 

Technologies de production

Les turbines actuellement proposées sur le marché se répartissent en deux grandes familles suivant l'architecture de leur système de production : celles équipées d'un générateur asynchrone (environ 80 % du marché), et celles équipées d'un générateur synchrone (environ 20 % du marché). Ces derniers modèles sont généralement dépourvus de multiplicateurs mais une gamme de générateurs synchrones équipés de multiplicateurs tend à se développer.

 

Placeholder image

 

 

Placeholder image

 

Puissance des éoliennes

Les éoliennes installées aujourd'hui sont généralement d'une puissance de 2 à 3 MW et à 6 MW ou plus pour les éoliennes offshore. Cette puissance unitaire a été en augmentation constante au cours des dernières années en raison des avancées technologiques qu'a connues la filière. Les éoliennes sont ainsi passées d'une puissance de moins d'1 MW au début des années 2000 à près de 2,2 MW en moyenne aujourd'hui.

Plusieurs modèles de turbines actuellement commercialisées dépassent les 3 MW unitaires. L'augmentation de la puissance moyenne des éoliennes dans les prochaines années pourrait se poursuivre. Néanmoins, les contraintes de transport et d'installation pourraient atténuer cette tendance.

On assiste également à un développemet des gammes d'éoliennes équipées d'un rotor (pales) de diamètre de plus en plus important par rapport à leur puissance nominale, en raison des progrès technologiques liés à la fabrication des pales, et de la demande concernant l'équipement de sites plus faiblement ventés.

Raccordement d'un parc éolien

Les turbines éoliennes constituant le parc sont chacune équipées d'un transformateur qui élève la tension de sortie des générateurs, généralement de 400 ou 690 V, à une tension de niveau HTA (20 kV) Le réseau interne du parc éolien connecte les éoliennes du parc entre elles jusqu'au point de livraison, interface entre l'installation de production et le réseau public de distribution (RPD) ou de transport d'électricité (RPT - réseau public de transport), le réseau interne intègre, si nécessaire, un poste de transformation HTA/HTB permettant d'élever la tension au niveau de celle du réseau de transport. L'électricité est acheminée à travers un câble enterré jusqu'à un poste de transformation, pour être injectéé sur le réseau éléctrique, puis acheminée vers les consommateurs les plus proches.