Cette page vise à orienter l'acheteur vers un choix d'équipements appropriés à ses besoins. Il fait le point sur les différents modèles existants sur le marché ainsi que les points importants à prendre en compte avant cet investissement. Grâce à ce dossier, vous serez à même de connaître la définition des termes techniques utilisés ce qui vous permettra de mieux comprendre et apprécier les données constructeurs. Pour les formules de calcul servant à ce type d'installation, reportez-vous aux ouvrages spécialisés ou adressez-vous à un fabricant ou un distributeur d'éoliennes.
Technologie de pointe, l'exploitation de l'éolien semble plus concerner les grands groupes de production, les collectivités que le particulier...
Cependant, celui qui sait utiliser correctement cette source d'énergie verte gratuite et inépuisable devient indépendant, qu'il existe un réseau électrique à proximité ou non et quelque soit le lieu d'implantation...
De nombreux champs d'éoliennes existent déjà mais on leur reproche souvent leur taille, un certain nombre de nuisances (bruit, impact visuel…), et leur efficacité est souvent remise en cause.
En effet, la production d'électricité éolienne dépend de la vitesse du vent et de ses turbulences ou changements de direction.
Malheureusement ces conditions ne sont pas toujours optimales et trop d'éoliennes ne fonctionnent simplement pas.
Définition du petit éolien
Le terme “petit éolien” se réfère aux aérogénérateurs présentant une puissance inférieure ou égale à 36 kiloWatts. Ce seuil n’est pas arbitraire puisqu'il correspond à une contrainte technique.
Jusqu’à cette puissance, il est relativement facile de raccorder les éoliennes au réseau de distribution électrique classique alors qu'au-delà de 36 kW, le raccordement est plus complexe et onéreux.
1er paramètre essentiel : la vitesse de démarrage de la production
Les mesures démontrent une production d'au moins 150 jours de plus par an pour des modèles démarrant à partir de 2,5 m/ s (vents faibles) par rapport à des éoliennes conventionnelles dont la vitesse de vent de démarrage débute à 4 ou 5 m/ s.
A savoir : La production électrique des installations est généralement très inférieure aux chiffres annoncés durant la phase de montage du projet...
2éme paramètre essentiel : l'utilisation immédiate de l'électricité produite
Les batteries coûtent cher, sont polluantes à produire et à recycler.
Pire encore :
- leur durée de vie reste faible (entre 3 à 8 ans), même si des progrès ont été accomplis en ce domaine,
- elles ne restituent au mieux qu'etre 40 % à 60 % de l'électricité qu'on leur injecte !
L'utilisation la plus rentable de l'électricité produite :
- pas d'investissement et de changement de batteries,
- environ 60 % de rendement en plus...
Consiste donc à lui affecter le chauffage de l'eau sanitaire dans un préparateur bien isolé thermiquement ou en relais de chauffe-eau solaire pour la mauvaise saison...
En ce cas, l'énergie électrique est transformée sans perte importante en énergie thermique, et les préparateurs actuels haut de gamme ne perdent que quelques degrès par jour.
La bonne gestion du courant produit
Mais si vous optez pour l'usage des batteries, la vraie bonne solution pour une utilisation sous forme d'électricité dans son réseau interne (ou une partie de celui-ci) est l'emploi d'un commutateur automatique.
Simple et efficace, ce dispositif vous permet de consommer en priorité l'énergie que vous produisez grâce à un système éolien ou photovoltaïque.
Il est connecté d'une part au système de production et d'autre part à votre fournisseur d'électricité.
Son rôle est de commuter de manière automatique la source d'approvisionnement de l'électricité utilisée en fonction du niveau de tension de charge des batteries de stockage.
Cette information est analysée en continu et prise en compte par l'automatisme.
Si vous avez produit suffisamment d'énergie, il donne la priorité aux batteries.
Si vous avez trop consommé ou pas suffisamment produit, l'appareil bascule automatiquement sur le réseau le temps que les batteries se rechargent.
Par l'intermédiaire d'un commutateur, l'utilisateur peut à tout moment décider de privilégier une des sources.
100 % d'énergie verte utilisée 7 jours sur 7 et 24 h sur 24 si votre production le permet.
Des voyants LEDs renseignent en permanence sur :
- la présence secteur,
- le circuit utilisé,
- les seuils haut et bas de la tension des batteries.
Par ailleurs, cet appareil gère également les coupures secteur, en basculant dès leur détection sur le circuit issu du convertisseur.
La vente du courant produit
C'est l'arrêté N° 2005-781 du 13 juillet 2005 qui fixait les conditions d'achat de l'électricité produite par les "installations utilisant l'énergie mécanique du vent".
Il prévoyait un délai de 2 ans pour permettre d'établir la création de "Zones de Développement de l'Eolien" (ZDE) créées officiellement par la circulaire du 19 juin 2006.
C'est en effet dans le strict périmètre de ces ZDE qu'EDF a l'obligation d'acheter l'énergie produite pour toute nouvelle installation postérieure au 14 juillet 2007.
(Par exemple, dans la Nièvre - un des rares département dans ce cas... au moment de la rédaction de cet article - il n'y a aucune Zone permettant à ce jour la vente de son électricité éolienne.)
Pour toutes les zones non ZDE, sauf à pouvoir produire :
- un "certificat donnant droit à obligation d'achat" antérieur à cette date,
- une demande de permis de construire antérieur à cette date,
vous n'entrez pas dans le cadre de cette obligation de rachat par EDF.
A titre indicatif, l'arrêté du 8 juin 2001 fixe à 8,38 centimes d'euro (83,8 €/ MWh) le prix du rachat de l'éléctricité éolienne pendant 5 ans, puis à un prix variable suivant le site pendant 10 ans.
Prix d'une petite éolienne domestique à axe horizontal
Mât tubulaire haubanné de 11 m, ne nécessitant pas de permis de construire (car en dessous de 12 m).
3 pâles en fibre de verre renforcées à transmission directe.
alternateur triphasé à aimants permanents 5 ou 10 pôles.
Eoliennes non raccordées au réseau |
| Puissance |
Prix HT |
TVA 5,5 % |
Prix TTC * |
| 400 W |
1.886,25 € |
103,74 € |
1.990 € |
| 1 kW |
6.635,07 € |
364,93 € |
7.000 € |
| 2 kW |
8.521,33 € |
468,67 € |
8.990 € |
| 5 kW |
14.208,53 € |
781,47 € |
14.990 € |
| 10 kW |
29.374,41 € |
1.615,59 € |
30.990 € |
* ce prix ne comprend ni les batteries, ni l'onduleur.
Eoliennes raccordées au réseau |
| Puissance |
Prix HT * |
TVA 5,5 % |
Prix TTC |
| 2 kW |
10.417,06 € |
572,84 € |
10.990 € |
| 5 kW |
15.156,39 € |
833,61 € |
15.990 € |
| 10 kW |
27.478,67 € |
1.511,33 € |
28.990 € |
| 20 kW |
41.033,17 € |
2.256,83 € |
43.290 € |
(* démarches ENEDIS comprises)
Compter en plus :
- l'installation : 600 €
- la location d'un engin de levage télescopique de 17 m avec nacelle,
- le terrassement pour environ 50 m de tranchée,
- les gaines,
- le béton pour le mât et les 4 plots de haubannage.
(compter environ 2500 € pour ces 4 derniers postes)
Autre fournisseur européen
Puissance : 2 kW
Prix : 2.980 TTC ***
Production annuelle : 2,5 à 4 kWh *
Bruit : 44,2 db **
Hauteur mat : 6 m
Options :
Batteries (pack 10 x 12V/ 200 Ah)
Capacité de stockage : 24 kW
Kit raccordement réseau
Mât conique
Poids 63 kg
Puissance : 3 kW
Prix : 7.965 TTC ***
Production annuelle : 4,5 à 5,5 kWh *
Bruit : 54,3 db **
Hauteur mat : 9 m
Options :
Batterie (pack 20 x 12 V/ 200 Ah)
Capacité de stockage : 48 kW
Kit raccordement réseau
Mat conique
Poids : 360 kg
Puissance : 5 kW
Prix : 10.509 TTC ***
Production annuelle : 7,5 à 8 kWh *
Bruit : 36,7 db **
Hauteur mat : 12 m
Options :
Batterie (pack 20 x 12 V/ 200 Ah)
Capacité de stockage : 48 kW
Kit raccordement réseau
Mât conique
Poids : 430 kg
* La production annuelle est donnée pour un site idéal avec une vitesse de vent moyenne de 5 m/s.
** bruit mesuré à 5 m/s de vitesse de vent et à 12 m de distance, cette valeur inclut le bruit du vent.
*** prix indiqués concernent les kits complets hors kit de raccordement au réseau.
Dossier technique petites éoliennes à axe horizontal
Mick Sagrillo, dirige depuis de nombreuses années une petite entreprise spécialisée dans le réusinage d'éoliennes et dans la fabrication de pièces pour de nombreux modèles qui ne sont plus disponibles sur le marché.
Son expérience est précieuse pour analyser, juger des performances, donner un avis et apporter les corrections ou les améliorations nécessaires à chaque modèle.
Nous avons donc repris le résultat de ses travaux pour compléter votre information sur les éoliennes domestiques essentiellement d'origine nord-américaines.
Puissance nominale (rated output)
Une éolienne ne produit pas toujours la même quantité de courant. Elle atteint son maximum de performance à une certaine vitesse de vent et donc de rotation de son hélice et de son générateur. Cette vitesse est appelée puissance nominale, exprimée en Watts. Il s'agit donc de la puissance maximale produite par l'éolienne. En principe, plus le vent est fort, plus la production augmente. La puissance disponible est proportionnelle au cube de la vitesse du vent. Mais si on ne contrôle pas la vitesse du rotor, on peut gravement endommager l'éolienne. Les fabricants règlent la vitesse maximale de leurs rotors sur une valeur sécuritaire.
Vitesse nominale du vent (rated wind speed)
C'est la vitesse du vent (exprimée en m/s, km/h ou mi/h), à laquelle l'éolienne atteint sa puissance nominale (1m/s vitesse de vent = 3,6 km/h.)
Bien que la plupart des fabricants fixent la vitesse nominale de vent autour de 40 à 50 km/h, il n'y a pas de standard établi. Certains d'entre eux ont abusé du concept de vitesse nominale du vent. Ainsi, la fiche technique de leurs éoliennes indiquait que les appareils atteignaient leur puissance nominale à des vitesses de vent nettement plus élevées. Cette façon de faire est un piège que le consommateur avisé prendra soin d'éviter, d'autant plus qu'il y a peu d'heures dans l'année où l'on observe des vents de forte intensité. On ne peut en effet comparer la production de ces éoliennes artificiellement "gonflées" à d'autres qui fourniraient la même puissance à 50 km/h. Ce genre de piège est facile à éviter en comparant l'énergie que chacune produit dans un vent moyen donné et sur une période déterminée (voir la partie sur l'énergie mensuelle fournie et le coût par unité de puissance).
Vitesse nominale de rotation (rated RPM)
Nombre de tours par minute (tr/ min) effectué par le rotor à sa puissance nominale. En règle générale, plus le rotor est petit, plus il tourne vite.
Vitesse d'amorçage (cut in wind speed)
Vitesse du vent à laquelle l'éolienne commence à produire de l'énergie. Il n'y a pratiquement pas de puissance utilisable pour des vents soufflant à moins de 10 km/h. Si l'on veut capter cette énergie, ce que l'on fait pour les éoliennes reliées à une pompe (à eau), il faut surdimensionner le rotor, ce qui exige par le fait même des mécanismes de régulation fiables pour protéger l'éolienne par vents forts.
Diamètre du rotor
Le rotor (l'hélice) sert à transformer l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique. La puissance fournie par une éolienne est toujours proportionnelle à la surface balayée par les pales. Plus le diamètre du rotor est grand, et plus la surface balayée sera importante (exprimée en m²)
Nombre de pales
Sur un rotor de diamètre donné, le nombre de pales influence directement l'efficacité de conversion du rotor. C'est un élément essentiel dans la conception d'une éolienne. Pour un type de pales donné, plus le nombre de pales est élevé, plus le couple transmis à l'arbre du rotor sera grand. Il faut évidemment avoir un couple minimal afin de lancer le rotor. La conception du rotor dépend de l'application. Les éoliennes qui actionnent directement une pompe comportent plusieurs pales parce qu'elles ont besoin d'un couple de démarrage plus élevé que celui d'une éolienne reliée à un générateur.
La théorie aérodynamique énonce que plus le nombre de pales est réduit, plus grande est l'efficacité de conversion du rotor. L'idéal serait de ne monter qu'une seule pale, mais cela pourrait entraîner des problèmes de vibration, surtout en conditions de verglas. La plupart des éoliennes du marché possèdent 2 ou 3 pales.
Mais pourquoi utiliser une éolienne à 3 pales, si celle à 2 pales est plus efficace ?
Le rotor et le générateur d'une éolienne sont montés sur le pylone de façon à suivre continuellement le changement de direction du vent. Dans le cas des éoliennes à 2 pales, on observe des vibrations cycliques importantes lorsque le rotor cherche à suivre le vent. Ces vibrations se répercutent sur toutes les composantes mécaniques de l'éolienne, elles sont créées par le changement cyclique de la position des pales à chaque tour. Quand les pales sont à la verticale, elles n'opposent qu'une faible résistance au changement d'orientation de la nacelle mais, à l'horizontale, cette résistance est maximale. Il en résulte un mouvement d'orientation saccadé du système, à une fréquence double de la vitesse de rotation. L'utilisation d'un rotor à 3 pales permet d'éliminer ce problème. Mais il faut avant tout que le rotor soit parfaitement équilibré.
En montant les 2 pales de son éolienne sur une plaque à ressorts, la compagnie World Power Technologies a permis d'atténuer une partie des vibrations propagées au système et d'en prolonger la durée de vie.
Matériaux utilisés pour la fabrication des pales
Après avoir fait l'essai de nombreux matériaux, les fabricants ont en grande majorité, opté pour le bois et le fibre de verre dans la fabrication des pales. Par sa légèreté, le bois s'avère encore le choix le plus judicieux. L'épinette de Sitka et le tilleul d'Amérique offrent une grande légèreté et une grande flexibilité. Ces essences ont d'ailleurs déjà fait leurs preuves dans le secteur de l'aéronautique et de la marine. Le fibre de verre est également un excellent matériau (combiné à de la fibre de carbone - chez AtoutVent, France. Bergey est passée maître dans la technique d'extrusion de la fibre de verre pour les petites éoliennes, et utilise des pales en plastique moulées par injection.
Profil aérodynamique de la pale
Le profil aérodynamique est la forme idéale d'une pale. Les fabricants utilisent 2 types de profils : l'un traditionnel et l'autre cambré.
Un profil traditionnel ressemble à celui d'une aile d'avion vue en coupe : courbé sur un côté et plus ou moins plat sur l'autre.
Le profil cambré se caractérise par le fait que ses deux côtés suivent une ligne plus ou moins parallèle : il est facilement formé par extrusion.
Les différences entre les deux types de pales sont de trois ordres et touchent la performance, le bruit et le coût de fabrication. Le profil traditionnel a un rendement supérieur et un fonctionnement plus silencieux que le profil cambré, mais la production de ce dernier profil est moins coûteuse.
Poussée latérale
Poussée horizontale maximale exercée au sommet de la structure par l'effet du vent sur le rotor. Elle s'exprime en livres (lb) ou en Newton (N). Elle croît en fonction de la surface balayée par le rotor. Cette donnée sera précieuse au moment de choisir la structure, le système de haubanage et la conception des ancrages de la tour.
Régulation
Elle est assurée par des dispositifs qui protègent l'éolienne contre les vents forts et la survitesse du rotor et sont nécessaires pour :
- protéger le générateur contre la surproduction et la surchauffe,
- éviter que l'éolienne ne vole en pièces par vents forts.
Ces mécanismes sont classés en 3 catégories :
- décrochage aérodynamique
- réduction de la surface effective balayée par le rotor,
- modification de l'angle de calage des pales.
Le décrochage aérodynamique est, une caractéristique propreà tout profil aérodynamique. Pour une vitesse de rotation donnée, quand le vent augmente, l'angle d'attaque du vent "vu" par la pale en rotation augmente aussi et amène éventuellement la pale à "décrocher". Le rotor capte ainsi moins de puissance et se trouve un nouveau point d'opération plus sécuritaire pour la machine.
Pour réduire la surface balayée par le rotor, il s'agit d'augmenter l'angle formé par l'axe de rotation des pales et la direction du vent dominant :
- soit en faisant basculer l'hélice vers le haut (modèles Wind Baron 750, Windseeker et Whisper)
- soit en le faisant pivoter sur le côté (modèles Ruthland et Bergey).
Ce mode de régulation utilise la pression du vent sur le rotor pour "effacer" le rotor. Cette méthode éprouvée s'avère très efficace pour le contrôle de la vitesse. Lorsque le rotor est effacé ainsi vers le haut ou sur le côté, le rendement du rotor diminue considérablement et la puissance produite chute rapidement.
Une 3éme méthode consiste à modifier l'angle de calage des pales. Au moment des variations de vitesse, on utilise la force centrifuge produite par la rotation du rotor pour changer l'angle de calage des pales. Plus les pales tournent vite, plus leur angle de calage augmente et elles entrent éventuellement en décrochage. Ce dispositif permet de maintenir la vitesse de rotation à une valeur sécuritaire au cours des tempêtes. Ce mécanisme de régulation, à cause de nombreuses pièces mobiles, est plus complexe, mais il permet d'obtenir une meilleure performance du système.
Les caractéristiques de régulation dépendent donc des mécanismes sélectionnés par chaque constructeur : ressorts, amortisseurs et effets de levier.
Vitesse de régulation
C'est la vitesse du vent à laquelle le mécanisme de régulation est pleinement activé.
Mécanismes d'arrêt
Dispositif permettant d'immobiliser le rotor. Très pratique dans les cas où l'on veut effectuer des réparations, des travaux de maintenance, ou toute autre manoeuvre sur la machine.
Une des méthodes les plus couramment utilisées consiste à actionner un treuil, situé au bas de la structure, pour ramener le safran (le "gouvernail" de l'éolienne) perpendiculairement au rotor.
La compagnie Wind Turbine Industries se sert également d'un treuil, mais celui-ci applique un frein mécanique sur le rotor dans le cas des modèles de 10 et de 20 kW.
Enfin, dans le cas de l'alternateur à aimants permanents, il existe un autre dispositif : "le freinage dynamique" qui consiste à court-circuiter les trois phases, ce qui a pour effet de ralentir puis d'arrêter le rotor. Bien sûr, cette opération, électrique, peut être effectuée à distance, mais consomme de l'énergie électrique.
Attention !
Si vous êtes dans une zone où le vent est régulièrement trop violent, votre éolienne (si elle est équipée d'un dispositif de freinage électrique) va faire trop souvent appel à son frein électrique, très gourmand en énergie ; cela va alourdir la facture électrique au lieu de l'alléger !
Masse nette au sommet de la tour de support
Masse totale (en kg) supportée par la tour : il s'agit donc de la masse de la nacelle complète qui comprend alors le rotor, le générateur, le safran, l'arbre de transmission et les mécanismes de régulation.
Dimensions et surfaces balayées d'hélices de petites éoliennes
Option maritime
Certains modèles d'éoliennes sont protégés contre les effets d'un climat marin. L'utilisation de matériaux et de traitements spéciaux garantissent l'équipement contre un environnement réputé provoqué une corrosion rapide des pièces. Cette option est recommandée dans le cas d'installations sur un voilier, une île ou près d'un plan d'eau salin.
Types de machines électriques
Une éolienne fait appel à 3 types de machines électriques :
- l'alternateur à aimants permanents,
- la génératrice à courant continu (CC),
- l'alternateur sans balai.
Chacun des dispositifs comporte des avantages et des inconvénients.
Fonctionnement
Il y a production d'électricité lorsqu'on fait tourner un ou des conducteurs dans un champ magnétique. Le mouvement du conducteur dans ce champ magnétique induit un courant dans ce conducteur.C'est ce courant qui alimentera la charge désirée : batteries, onduleurs, éléments chauffants, etc.
Dans les alternateurs à aimants permanents, les aimants créent un champ magnétique permanent et constant. Ces alternateurs sont beaucoup plus légers que les autres types de générateurs, qui utilisent un enroulement de cuivre autour d'un noyau en fer pour créer le champ magnétique. Les alternateurs à aimants permanents produisent un courant et une tension de fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation (qui varie elle-même selon les vents). Ce qui veut dire qu'on ne peut pas y connecter directement des appareils électriques fonctionnant sur le réseau public. Pour les utiliser, il faudra redresser ce courant en courant continu (par exemple pour d'abord charger des batteries), puis transformer le courant continu en courant alternatif de 50 Hz pour l'Europe (ou 60 Hz ailleurs) à l'aide d'un onduleur.
Certains fabricants affirment que les alternateurs à aimants permanents sont, en raison de leur entretien minime, les meilleurs types de machines à monter sur des éoliennes. L'entretien d'une génératrice à courant continu est plus fréquent puisqu'il faut remplacer ses balais tous les 6 ou 10 ans ; toutefois, ce remplacement ne pose pas de difficultés particulières. Pour le fabricant, l'avantage réel des alternateurs à aimants permanents réside dans leur coût relativement faible. En effet, les aimants étant beaucoup moins chers à produire que les bobinages de cuivre, le fabricant de ce type de machines sera plus concurrentiel. Ce type de machines comporte aussi des avantages pour l'utilisateur : le freinage dynamique (décrit ci-dessus) et la production d'un courant alternatif, qui, par rapport au courant continu représente des économies à l'achat du câble électrique (de mondre section) reliant l'éolienne au panneau d'alimentation électrique.
Cependant, contrairement aux générateurs alternateurs à inducteur bobiné, les alternateurs à aimants permanents ont le désavantage de toujours produire la même densité de flux magnétique, alors que l'intensité du champ magnétique produit par un générateur à inducteur bobiné est proportionnelle au courant qui y circule et à la tension à ses bornes. En très simplifié : plus la tension est élevée aux bornes de l'inducteur, plus le courant augmente et plus l'inducteur développe un flux magnétique élevé. De façon pratique, cela signifie que le flux magnétique s'intensifie à mesure que la vitesse du rotor augmente.
L'avantage des alternateurs à inducteur bobiné est leur facilité de démarrage par vents faibles. Ceci s'explique par le fait qu'il n'y a presque pas de flux magnétique développé par l'inducteur, donc une très faible résistance au mouvement pour l'armature en rotation. Le flux magnétique augmentera au fur et à mesure que les vents augmentent et ce jusqu'à ce que le rotor atteigne sa vitesse nominale. Si on se reporte à la figure 1, on remarque que la génératrice à c.c. suit la loi cubique de la puissance développée par le vent : toutes les fois qu'on double la vitesse de ce vent, on multiplie par 8 la puissance de sortie de la génératrice. Par contre, les alternateurs à aimants permanents développent un flux magnétique constant quelle que soit la vitesse de rotation du rotor. Le rotor est donc plus difficile à démarrer et l'alternateur n'est performant qu'à un seul point de la courbe de puissance. Tous les autres points de la courbe ne sont qu'un compromis, particulièrement pénalisant dans les cas où les vents sont moyens ou faibles, ce qui constitue dans la réalité la majeure partie de la plage d'opération d'une éolienne.
Afin de résoudre ce problème, les fabricants qui utilisent des alternateurs à aimants permanents ont conçu leurs pales de façon à obtenir plus de couple au démarrage pour que le rotor puisse démarrer par vents faibles. Ce design d'hélice a cependant un impact sur le rendement aérodynamique par vents plus forts.
Aussi, même si les alternateurs à aimants permanents sont de fabrication simple (pas de balais) et coûtent moins chers à produire que les génératrices à c.c., leur simplicité a quand même un "prix". Par ailleurs, il est vrai également que les génératrices à c.c. coûtent plus cher que les alternateurs à aimants permanents.
Quant aux alternateurs sans balais (brushless), ils possèdent les avantages des deux autres types de machines. Ils ont un inducteur bobiné et n'ont pas de balais. Leur courbe de puissance est similaire à celle d'une génératrice c.c. Cependant, comparativement aux génératrices c.c. et aux alternateurs à aimants permanents, les alternateurs sans balais sont plus compliqués. Ils coûtent donc plus cher à l'achat et au moment des réparations.
Coût d'une éolienne
C'est le prix de vente de la machine éolienne proprement dite, sans la tour.
Dans la plupart des cas, le coût des contrôleurs n'est pas compris, à moins d'indication contraire (voir notes du tableau). Chaque application éolienne requiert un système de commande approprié.
Certaines applications n'en requièrent aucun.
Prix au Watt produit par une petite éolienne (Coût par unité de puissance)
Il s'agit du prix de l'éolienne divisé par sa puissance nominale en Watts. Mais ce chiffre ne dit pas tout et peut parfois porter à confusion même si c'est une donnée utile pour comparer, par exemple, le prix d'un modèle d'éolienne à celui de piles photovoltaïques pour une application donnée.
Par exemple l'achat d'un groupe électrogène pourrait sembler à première vue plus avantageux... jusqu'à ce que le budget de carburant n'entre en ligne de compte dans les frais d'exploitation. Par définition, le carburant de tous les renouvelables est en effet "gratuit" pour toute la durée de vie de l'équipement.
De façon générale, tous les projets d'énergie renouvelable demandent un investissement plus élevé que ceux à base de combustibles. Il est important de faire l'analyse économique complète des options en présence et de bien tenir compte du coût de capital, de la durée de vie de l'équipement et du coût d'exploitation des options en comparaison.
Usages spécifiques
Il est important de clarifier à quelle fin servira l'éolienne. Un système de contrôle spécifique est nécessaire pour chaque application.
- dans le cas des systèmes avec accumulateurs, les tensions disponibles sont indiquées au tableau comparatif,
- système de branchement au réseau (UTI, Utility Tie-In) permet l'interconnexion avec un réseau public d'électricité, ce qui offre la possibilité théorique devendre le surplus d'énergie produite. Malheureusement, les compagnies d'électricité n'acceptent pas toutes de l'acheter. Avec l'ouverture du marché de détail, cette option pourrait cependant intéresser de plus en plus d'abonnés, particulièrement dans les régions rurales.
- éléments chauffants que l'éolienne alimente pour des besoins de systèmes de chauffage ; ce sont les systèmes les plus simples et les moins chers.
- pompage de l'eau : en couplant une pompe à un moteur électrique à courant continu ou alternatif) branché directement à une éolienne, le stockage par accumulateurs est remplacé par un réservoir d'eau. Déterminer le type de pompe à installer avec le système, en contactant le fabricant (prix et bonne adaptation à vos besoins spécifiques).
Estimation de l'énergie mensuelle produite dans un vent moyen de 16 km/h et 20 km/h (Energy output)
La production annuelle du système divisée par le coût de financement de l'installation fournit un élément essentiel de comparaison des options énergétiques possibles. Cette donnée détermine en grande partie la valeur de l'investissement. Dans le tableau comparatif, ces deux estimations d'énergie mensuelle produite donneront une idée de la capacité d'un système éolien à répondre à vos besoins. A titre de comparaison, une maison très bien isolée ou un petit chalet consomment en moyenne de 75 à 200 kWh par mois, une maison de type bungalow utilise 600 kWh et une grande maison chauffée entièrement à l'électricité peut consommer de 1200 à 2000 kWh par mois. Dans le tableau comparatif, la production d'énergie estimée a été fournie par les fabricants et les chiffres indiqués entre parenthèses donnent le facteur d'utilisation du système.
Le facteur d'utilisation (FU, en %) représente la quantité de kWh que la machine électrique peut produire pendant une période donnée, comparativement à ce qu'elle produirait si elle fonctionnait à pleine puissance pendant toute cette période. Pour un type de rotor donné, le facteur d'utilisation d'une éolienne de puissance nominale donnée dépend de la vitesse moyenne des vents au site (à la hauteur de la nacelle), de la surface balayée par le rotor et, surtout, de la vitesse nominale de la machine. Généralement pour un site donné, plus la surface balayée est grande et la vitesse nominale basse, plus le facteur d'utilisation sera élevé.
Garantie
Les fabricants garantissent leurs produits contre tout défaut de fabrication ou de main-d'oeuvre. Mais cela implique que vous devez retourner la pièce défectueuse au fabricant afin qu'il en fasse l'évaluation, la réparation ou le remplacement, selon le cas. Les frais d'expédition sont supportés par l'acheteur. La garantie ne couvre pas les dommages causés en raison d'une mauvaise installation, de l'utilisation de pièces non conformes, d'usage abusif, de négligence d'entretien et de catastrophes naturelles. C'est pourquoi il est préférable de vous munir d'une police d'assurance couvrant les situations extraordinaires, les accidents ou les autres cas de responsabilité.
Expérience du fabricant
Le tableau (datant de 2006) indique le nombre d'années d'expérience des fabricants. A noter que la compagnie Wind Baron, qui fabrique et vend des éoliennes depuis seulement 4 ans, possède 19 ans d'expérience dans le domaine. Et les éoliennes Whisper sont disponibles depuis 12 ans, mais leur fabricant a accumulé plus de 19 années d'expérience. Connu auparavant sous le nom de Whirlwind, il a produit une nouvelle gamme d'éoliennes.
Entretien
Une vérification périodique est recommandée par le fabricant afin de garder le système en bon état de fonctionnement tout au long de sa vie. La durée de vie d'un système dépend de plusieurs facteurs. On a déjà vu une "Jacobs" fonctionner pendant près de 70 ans. Les vieilles éoliennes "Jacobs" étaient très robustes, conçues avec de très forts coefficients de sécurité mécanique. Cela ne signifie pas qu'il n'y aura pas de pièces à remplacer ni de réparations majeures à effectuer sur ce type d'appareils. Les pales devront être repeintes, le ruban protecteur de leur bord d'attaque, remplacé ; les roulements à billes, changés ; les systèmes devront être lubrifiés et la boîte de vitesse vidangée annuellement. Il faudra resserrer les boulons et les écrous et effectuer les réglages nécessaires. Il serait illusoire de croire qu'une machine aussi complexe, fonctionnant continuellement et dans un environnement difficile, n'exigera aucune maintenance.
Certains fabricants recommandent une simple inspection visuelle au moment de la maintenance. Ainsi, l'entreprise Bergey Windpower Co. suggère une inspection annuelle au pied de la structure afin de s'assurer qu'elle fonctionne toujours...
La plupart des bris majeurs survenus aux systèmes éoliens ont été causés par de petits détails aussi simples qu'un boulon mal serré ou desserré, par exemple. Le propriétaire devrait inspecter minutieusement son système deux fois par an, soit lors des premières belles journées de printemps et une autre fois à l'automne, juste avant la période des grands vents. L'entretien préventif est important et il le devient davantage à mesure que l'investissement de votre système croît. Mieux vaut prévenir que guérir !
Evolution technologique
La conception des éoliennes modernes ne date pas d'hier. Le dispositif de régulation de Bergey Windpower Company et de Wind Turbine Industries - qui permet au rotor de s'effacer du vent dominant en rabattant le rotor sur le côté - a été breveté en 1898 et a servi à l'origine pour les éoliennes utilisées pour le pompage de l'eau. Le dispositif de régulation de la Wind Baron 750, de la Windseeker et de la Whisper (rotor basculant vers l'arrière) a été breveté en 1931. Le pas variable de la Jacobs a été breveté en 1949.
Mais la plupart des grands progrès qui ont été réalisés au niveau de l'entretien des appareils proviennent des nouveaux matériaux qui sont apparus sur le marché. Aujourd'hui, on utilise des coussinets de nylon imprégnés de graphite, du ruban à base de résine aliphatique pour protéger le bord d'attaque des pales. Ces produits, plus légers et plus résistants, sont relativement récents. La fabrication d'éoliennes avec ces nouveaux matériaux aide à réduire l'intervention humaine.
Dans la comparaison des options, il faut tenir compte des coûts d'entretien puisqu'ils ont une influence sur le coût de l'énergie produite (voir "Estimation de l'énergie mensuelle..." et "Prix des petites éoliennes au Watt produit").
Bruit
L'intensité du bruit acoustique causé par une éolienne suscite souvent beaucoup d'inquiétudes. Pourtant, la majorité des aérogénérateurs sont conçus pour fonctionner de façon relativement silencieuse. Il faut se garder également d'associer bruit et danger en matière d'éoliennes. Lorsque le vent souffle, le rotor émet une sorte de sifflement, un peu comme le fait le vent à travers les arbres et les bâtiments.
Le bruit émis par l'éolienne peut être d'origine mécanique ou aérodynamique.
- un bruit mécanique peut être celui d'un multiplicateur, comme c'est le cas sur les Jacobs (la majorité des autres machines présentées dans le tableau ne possèdent pas de multiplicateur de vitesse).
Il est possible d'éliminer une très grande partie du bruit mécanique par une conception adaptée (montage sur amortisseurs, etc.).
- Le bruit aérodynamique est causé essentiellement par les pales en mouvement et provient surtout du bout de la pale. Il s'intensifiera en même temp que la vitesse de rotation au même titre que le bruit de fond causé par le vent sur les arbres, les bâtiments, qui augmente aussi avec l'intensité du vent.
La forme de la pale a aussi une incidence sur le bruit. Une pale de profil traditionnel est plus silencieuse qu'une de profil cambré.
Finalement, quant le rotor entre dans sa plage de régulation, le décrochage aérodynamique cause l'émission de bruits caractéristiques à chaque type de système de régulation.
en conclusion
Une éolienne de 14 kW ne fait pas plus de bruit à 20 m qu'un lave vaisselle, soit environ 40 dB.
Courbes puissance-vitesse
Les courbes puissance-vitesse du vent des éoliennes répertoriées dans le tableau ont été classées par catégorie afin de faciliter la comparaison entre les différents systèmes. Les courbes indiquent la puissance fournie en fonction de la vitesse du vent et chaque manufacturier doit être en mesure de les fournir.
Figure 1 : Courbes de puissance vs vitesse du vent
Installation de la tour
Au moment d'estimer le prix de votre projet, il vous faudra tenir compte du prix de la structure qui portera l'éolienne. Le prix dépendra du type d'éolienne et de la hauteur envisagés. Il y a trois types de structures : celle retenue par des haubans ; la structure autoportante, qui peut requérir passablement de béton aux ancrages ; et la tour à bascule, qui permet d'effectuer les réparations au sol. L'installation sur le toit d'un bâtiment est fortement déconseillée en raison des vibrations qui sont transmises à la structure du bâtiment.
L'installation d'une éolienne au sommet d'une tour s'effectue à l'aide d'une grue ou d'une chèvre.
Dans le cas des installations de petite puissance, on installe une poutre de levage au sommet de la tour, et on y passe un câble qui permettra de hisser la nacelle et ses composantes. Pour les systèmes de 10 kW et plus, on recommande l'utilisation d'une grue, ou encore, pour une tour montée sur charnière, l'installation d'une chèvre (une perche de montage est attachée à la première section de la tour puis pour monter la seconde section de la tour. La perche est ensuite transférée sur la seconde section de la tour pour monter la section suivante, etc.).
Ainsi, l'utilisateur peut, à son gré, monter ou descendre la tour à l'aide d'un treuil et effectuer les vérifications et les réparations nécessaires à partir du sol. Ce type de tour coûte cependant plus cher que les tours haubanées et que celles de type pylône.
La hauteur de la structure de support est un élément très important à considérer dans tout projet éolien.
Une des règles à respecter est de positionner l'éolienne à au moins 10 m au-dessus de tout obstacle, et ce, dans un rayon de 100 m. La majorité des petites éoliennes (< 300 W) sont installées sur des tours de 10 à 12 m, et les éoliennes de plus de 10 kW sont montées sur des tours de 27 m, voire de 40 m.
N.B : Les grandes éoliennes modernes, regroupées en centrales ou reliées au grand réseau électrique ont des rotors de 60 m de diamètre et sont montées sur des tours de 60 m à plus de 100 m de hauteur.
Emplacement
Outre le choix topographique du site où sera installée l'éolienne, il vous faudra franchir plusieurs étapes administratives.
- La première démarche à faire consiste à rencontrer le service d'urbanisme de votre municipalité afin de lui soumettre votre projet et de connaître les restrictions et les règlements en vigueur (en France 12 m de hauteur maximum).
- Si vous êtes en milieu urbain, il est fort possible qu'on vous refuse un permis à cause de la dimension des terrains. Celles qui l'ont fait semblent surtout exiger un seuil de bruit maximal de 50 dB à la limite du terrain. La plupart des fabricants vous fourniront aujourd'hui un tableau indiquant le niveau de bruit émis par l'éolienne en fonction de la distance et certains documentent la fiabilité mécanique de leur produit.
- L'emplacement de l'éolienne devra répondre à toutes les normes de sécurité. Ainsi, la tour devra être éloignée de tout câble électrique ou téléphonique et se trouver à une distance minimale des bâtiments par rapport à la hauteur de la structure.
Le choix
Seule l'étude préalable de tous les modèles d'éoliennes et leurs caractéristiques, leur style et leurs particularités, vous permettra de produire de l'électricité dans de bonnes conditions pendant de nombreuses années.
C'est à vous de décider laquelle est la meilleure, c'est à dire la plus adaptée à votre budget et votre cas et cette page vous aidera à discuter avec vos fournisseurs éventuels.
L'achat d'une éolienne d'occasion
L'acquisition d'une éolienne d'occasion demande de la vigilance de la part de l'acheteur. L'idéal serait, bien sûr, d'acheter un système dont le fabricant est encore en activité afin d'accéder à son manuel d'instruction ou des pièces de rechange... Il est un peu plus risqué d'acheter l'éolienne d'une entreprise qui a fermé ses portes, mais on trouve encore quelques endroits spécialisés dans le recyclage d'éoliennes et de pièces de rechange.
En France, TRAVERE Aérogénérateurs reconditionne et construit des éoliennes de 1 à 10 kW (souvent des Vergnet) - Tel/ fax : +33 (0)493 837 897.
Pour les personnes qui possèdent des notions d'électricité et de mécanique et une certaine dose de débrouillardise, l'achat d'une éolienne d'occasion peut être une bonne affaire. Dans ce cas, l'historique d'utilisation de la machine devrait être exigé.
Les petites éoliennes domestiques japonaises
Une jeune société nivernaise importait une éolienne plutôt originale fabriquée au Japon, où plus de 500 exemplaires du modèle "Airdolphin" sont en fonctionnement.
caractéristiques
- faible poids : 17,5 kg
- faible encombrement : diamètre rotor tripales en fibre de carbone de 1,8 m
- silencieuse : environ 25 db,
- puissance délivrée : 1 kW nominal à 12 m/s (1250 t/mn), 3,2 kW à 20 m/s (1600 t/mn),
- générateur : triphasé à aimant type synchrone.
- capacité batterie recommandée : > à 500 Ah
mise en oeuvre
Reste à se procurer :
- les batteries,
- l'onduleur,
- le mât ou la potence et son système d'arrimage et/ ou de haubanage.
particularités
- un gouvernail à oscillation assurant une bonne stabilité au vent,
- un système "Power-Assist" qui lance électriquement la mise en mouvement des pales pendant 10 seconde toutes les minutes lorsqu'il n'y a pas vent, qui présente le double avantage d'empêcher la congélation du rotor aux très basses températures et d'optimiser la production d'électricité par vents faibles (consommation électrique annoncée de l'ordre de 10 Wh par jour, sensée compensée par le gain de production électrique obtenu) [Ce dont nous doutons - Ndlr].
exemple d'usage
La puissace nominale annoncée de 1 kW correspond à :
- l'éclairage de 20 lampes économiques de 10 W pendant 5 heures,
- 1 tournée de lave vaisselle classe A,
- 1 lessive en lave linge de classe A et basse température.
prix
2200 € HT. hors pose.
Crédit d'impôt de 50 % (au moment de la rédaction de cet article) pour installation sur une résidence principale.
notre avis
Son prix reste encore dissuasif, surtout si l'on y ajoute les 4000 € pour l'onduleur, les batteries et le système de fixation.
Cependant cette petite éolienne possède quelques atouts :
- son faible poids permet de la fixer facilement sur le pignon d'un bâtiment, avec une simple potence sans risque d'arrachement (ce que nous ne conseillons pas à cause des vibrations induites paur ce genre de montage !).
- sa faible taille, son aspect esthétique et son silence ne devraient pas poser de gros problèmes d'intégration ou de voisinage, la faisant ressembler plus à une grosse girouette qu'à une éolienne.
- contrairement aux grosses éoliennes, elle continue à produire par vents très forts,
- le système intégré de mesure permet de suivre informatiquement son fonctionnement (ce qui peut présenter un intérêt pour instruire une étude in situo pour un projet plus important).
En conclusion : le particulier pourra se laisser tenter par ce produit, qui assurera les besoins complets d'un bateau de plaisance, ou un complément intéressant pour une installation photovoltaïque. Les collectivités pourront aussi en installer plusieurs et obtenir une production électrique capable de satisfaire à une partie de leurs besoins.
Problèmes de fonctionnement
Normalement, l'installation de votre éolienne est garantie.
Cependant dans la réalité, il y a très peu d'entreprises que vous revoyez en cas de mauvais fonctionnement de votre éolienne.
Jacques Thoreau regroupe les plaintes des particuliers, mécontents de leurs installations dites "de pignon". Si votre éolienne présente des problèmes de fonctionnement, vous pouvez le contacter par mail à l'adresse suivante : THOREAUJACQUES@gmail.com
Eoliennes nord américaines - Tableau comparatif
| |
 |
 |
 |
 |
| Modèle |
Furlmatic 910 |
Air |
Windseeker 502 |
Whisper 600 |
| Fabricant |
Marlec Engineering |
Southwest Windpower |
Southwest Windpower |
World Power Technologies |
| Puissance nominale en Watts |
150 |
300 |
500 - 12 V
575 - 24 V |
600 |
| Vitesse nominale du vent |
58 km/h |
45 km/h |
48 km/h |
40 km/h |
| Vitesse de rotation (tr/min) |
900 |
2000 |
2000 |
1100 |
| Vitesse d'amorçage |
6,4 km/ h |
8 à 11 km/ h |
8 km/ h |
11 km/ h |
| Diamètre du rotor |
1 m |
1,2 m |
1,6 m |
2,2 m |
| Nombre de pales |
6 |
3 |
2 ou 3 |
2 ou 3 |
| Matériau des pales |
nylon renforcé
de fibre de verre |
thermoplastique renforcé de fibre de carbone |
tilleul d'Amérique |
tilleul d'Amérique |
| Profil aérodynamique |
aile |
aile |
aile |
aile |
| Poussée latérale |
0,45 kN |
0,36 kN |
0,45 kN |
0,67 kN |
| Dispositifs de régulation |
effacement latéral |
décrochage
aérodynamique |
effacement vertical |
effacement vertical |
| Vitesse de régulation |
59 km/h |
56 km/h |
56 km/h |
43 km/h |
| Mécanismes d'arrêt |
aucun |
freinage dynamique |
aucun |
freinage dynamique |
| Masse au sommet du pylône |
17,3 kg |
5,9 kg |
9 kg |
18 kg |
| Option maritime |
non |
oui |
oui |
standard |
| Type de générateur |
alternateur aimants permanents |
alternateur aimants permanents |
alternateur aimants permanents |
alternateur aimants permanents 3 Æ |
| Prix d'achat 1995 ($US) |
820 |
550 |
875 - 1075 |
980 - 1080 |
| $/Watt |
5,47 |
1,83 |
1,75 à 2,15 |
1,63 - 1,80 |
| Système d'accumulateurs |
12 V et 24 V |
12 V et 24 V |
12 V à 180 V |
12V à 240 V |
| Interconnexion au réseau |
non |
non |
non |
non |
| éléments chauffants |
non |
non |
non |
oui |
| Pompage de l'eau |
non |
non |
CC |
AC |
| kWh/mois à 16 km/h (F.U.) |
15 kWh (14 %) |
35 kWh (16 %) |
60 kWh (17 %) |
70 kWh (16 %) |
| kWh/mois à 20 km/h (F.U.) |
22 kWh (20 %) |
43 kWh (20 %) |
90 kWh (25 %) |
110 kWh (25 %) |
| Garantie |
1 an |
3 ans |
1 an |
2 ans |
| Expérience du fabricant |
19 ans |
12 ans |
12 ans |
8 (19) ans |
| Entretien requis |
non mentionné |
non mentionné |
non mentionné |
inspection visuelle |
| Notes |
|
régulateur intégré |
régulateur intégré |
redresseur inclus |
| |
 |
 |
 |
| Modèle |
Wind Baron 750 |
BWC 850 |
Whisper 1000 |
| Fabricant |
Wind Baron |
Bergey Windpower |
World Power Technologies |
| Puissance nominale en watts |
750 |
850 |
1000 |
| Vitesse nominale du vent |
48 km/ h |
45 km/ h |
40 km/ h |
| Vitesse de rotation (tr/min) |
1100 |
520 |
935 |
| Vitesse d'amorçage |
8 à 11 km/h |
8 km/h |
7 km/h |
| Diamètre du rotor |
2 m |
2,5 m |
3 m |
| Nombre de pales |
3 |
3 |
2 à 3 |
| Matériau des pales |
tilleul d'Amérique |
fibre de verre |
tilleul d'Amérique ou
fibre de verre |
| Profil aérodynamique |
aile |
cambré |
aile |
| Poussée latérale |
|
1,1 kN |
1,1 kN |
| Dispositifs de régulation |
effacement vertical |
effacement latéral |
effacement vertical |
| Vitesse de régulation |
56 km/h |
56 km/h |
43 km/h |
| Mécanismes d'arrêt |
freinage dynamique |
non |
freinage dynamique |
| Masse au sommet du pylône |
17 kg |
39 kg |
25 kg |
| Option maritime |
standard |
oui |
standard |
| Type de générateur |
alternateur aimants
permanents 3 Æ |
alternateur aimants
permanents 3 Æ |
alternateur aimants
permanents 3 Æ |
| Prix d'achat 1995 ($US) |
1 395 |
1 995 - 2 095 |
1 590 - 2 120 |
| $/watt |
1,86 |
2,35 - 2,47 |
1,59 - 2,12 |
| Système d'accumulateurs |
12 V à 48 V |
12 V et 24 V |
12 V à 240 V |
| Interconnexion au réseau |
non |
non |
oui |
| éléments chauffants |
non |
non |
oui |
| Pompage de l'eau |
CC |
non |
AC |
| kWh/mois à 16 km/h (F.U.) |
70 kWh (13 %) |
80 kWh (13 %) |
120 kWh (16 %) |
| kWh/mois à 20 km/h (F.U.) |
108 kWh (20 %) |
122 kWh (20 %) |
190 kWh (20 %) |
| Garantie |
2 ans |
2 ans |
2 ans |
| Expérience du fabricant |
19 ans |
19 ans |
8 (19) ans |
| Maintenance |
inspection visuelle |
inspection visuelle |
inspection visuelle |
| Notes |
contrôles inclus |
contrôles inclus |
redresseur inclus |
| |
 |
 |
 |
| Modèle |
BWC 1500 |
Jacobs Short Case |
Jacobs Long Case |
| Fabricant |
Bergey Windpower |
Lake Michigan Wind & Sun |
Lake Michigan Wind & Sun |
| Puissance nominale en Watts |
1500 |
1800 - 24 V
1400-32 V à 48 V |
2400 - 24 V 3000 - 32 V à 48 V 400 - 200 V UTI |
| Vitesse nominale du vent |
45 km/ h |
29 km/ h |
37,6 km/ h |
| Vitesse de rotation (tr/min) |
480 |
225 |
275 |
| Vitesse d'amorçage |
8 km/h |
6 km/h |
6 km/h |
| Diamètre du rotor |
3,1 m |
4,4 m |
4,5 m |
| Nombre de pales |
3 |
3 |
3 |
| Matériau des pales |
fibre de verre |
épinette Sitka |
épinette Sitka |
| Profil aérodynamique |
cambré |
aile |
aile |
| Poussée latérale |
1,7 kN |
3,4 kN |
3,0 kN |
| Dispositifs de régulation |
effacement vertical |
calage des pales |
calage des pales |
| Vitesse de régulation |
48 km/h |
29 km/h |
37,6 km/h |
| Mécanismes d'arrêt |
safran replié |
safran replié |
safran replié |
| Masse au sommet du pylône |
76 kg |
205 kg |
250 kg |
| Option maritime |
oui |
oui |
oui |
| Machines électriques |
alternateur aimants permanents 3 Æ |
génératrice CC |
génératrice CC |
| Prix d'achat 1995 ($US) |
4 795 - 5 295 |
5 500 |
6 500 |
| $/watt |
3,20 à 3,53 |
2,29 - 3,06 |
1,63 - 2,71 |
| Système d'accumulateurs |
12 V à 120 V |
12V à 120 V |
12 V à 120 V |
| Interconnexion au réseau |
non |
oui |
oui |
| éléments chauffants |
possible |
oui |
oui |
| Pompage de l'eau |
AC |
DC |
DC |
| kWh/mois à 16 km/h (F.U.) |
125 kWh (12 %) |
250 kWh (18 %) |
340 kWh (16 %) |
| kWh/mois à 20 km/h (F.U.) |
220 kWh (20 %) |
440 kWh (30 %) |
520 kWh (24 %) |
| Garantie |
2 ans |
2 ans |
2 ans |
| Expérience du fabricant |
19 ans |
16 ans |
16 ans |
| Maintenance |
inspection visuelle |
2 inspections visuelles, graissage |
2 inspections visuelles, graissage |
| Notes |
accumulateurs et contrôle de pompe inclus |
|
|
| |
 |
 |
 |
|
| Modèle |
Whisper 3000 |
BWC Excel |
Jacobs 23-10 |
Jacobs 29-20 |
| Fabricant |
World Power Technologies |
Bergey Windpower |
Wind Turbine Industries |
Wind Turbine Industries |
| Puissance nominale en Watts |
3 000 |
10 000 |
10 000 |
20 000 |
| Vitesse nominale du vent |
40 km/h |
43 km/h |
40 km/h |
41 km/h |
| Vitesse de rotation (tr/min) |
625 |
350 |
200 |
175 |
| Vitesse d'amorçage |
11 km/ h |
11 km/ h |
13 km/ h |
13 km/ h |
| Diamètre du rotor |
4,6 m |
7 m |
7 m |
9 m |
| Nombre de pales |
2 ou 3 |
3 |
3 |
3 |
| Matériau des pales |
fibre de verre et carbonne |
fibre de verre |
épinette Sitka |
épinette Sitka |
| Profil aérodynamique |
aile |
cambré |
aile |
aile |
| Poussée latérale |
3,1 kN |
8,9 kN |
6,7 kN |
11,1 kN |
| Dispositifs de régulation |
effacement vertical |
effacement latéral |
calage des pales et effacement latéral |
calage des pales et effacement latéral |
| Vitesse de régulation |
43 km/h |
53 km/h |
40 km/h |
41,3 km/h |
| Mécanismes d'arrêt |
freinage dynamique |
safran replié |
frein mécanique |
frein mécanique |
| Masse au sommet du pylône |
59 kg |
464 kg |
636 kg |
1046 kg |
| Option maritime |
standard |
oui |
standard |
standar |
| Machines électriques |
alternateur aimants permanents 3 Æ |
alternateur aimants permanents 3 Æ |
alternateur 3 Æ sans balais |
alternateur 3 Æ sans balais |
| Prix d'achat 1995 ($US) |
3 880 - 4 260 |
16 950 - 19 475 |
13 100 |
16 500 |
| $/Watt |
1,30 - 1,42 |
1,69 - 1,95 |
1,31 |
0,83 |
| Système d'accumulateurs |
12 V et 240 V |
48 V ou 120 V |
120 V |
120 V |
| Interconnexion au réseau |
oui |
oui |
oui |
oui |
| éléments chauffants |
oui |
possible |
oui |
non |
| Pompage de l'eau |
AC |
AC |
AC |
AC |
| kWh/mois à 16 km/h (F.U.) |
320 kWh (15 %) |
925 kWh (13 %) |
850 kWh (12 %) |
1 644 kWh (11 %) |
| kWh/mois à 20 km/h (F.U.) |
520 kWh (24 %) |
1 425 kWh (20 %) |
1 250 kWh (18 %) |
2 691 kWh (18 %) |
| Garantie |
2 ans |
2 ans |
1 an |
1 an |
| Expérience du fabricant |
8 (19) ans |
19 ans |
10 ans |
10 ans |
| Entretien requis |
inspection visuelle |
inspection visuelle |
vidange d'huile, graissage |
vidange d'huile, graissage |
| Notes |
redresseur inclus |
contrôle d'accumulateurs ou UTI (onduleur) |
boîte de vitesse |
boîte de vitesse |
La fabrication d'une éolienne
La construction d'un système éolien s'avère un défi de taille. Il faut que le concepteur possède des connaissances en mécanique, en électricité, en soudure, en aérodynamique et qu'il soit un mécanicien avisé.
Il doit également savoir travailler le bois ou le fibre de verre afin de concevoir les pales, à moins qu'il ne les achète toutes faites.
Le rotor est la partie la plus importante de l'éolienne ; il transforme l'énergie du vent et détermine l'efficacité de votre système. Il faut munir l'éolienne d'un dispositif de protection contre la survitesse. Ne pas oublier que l'aérogénérateur sera soumis à des conditions difficiles, à beaucoup de contraintes mécaniques et qu'on ne s'improvise pas fabricant et installateur d'éoliennes.
Pour l'amateur qui désire construire une éolienne, des plans de différents types sont disponibles.
On peut fabriquer une éolienne de type Savonius à l'aide de tonneaux ou barils ou une éolienne de 2000 W à l'aide de pièces d'automobile en réemploi.
Aux USA, Windstream Power Systems Inc. propose des générateurs à basse vitesse ainsi qu'une gamme complète de pièces permettant de fabriquer soi-même une éolienne de 100 W. Pour des éoliennes de plus grande puissance, il est souvent préférable de recourir aux fabricants existants.
Dans tous les cas, il faut prendre toutes les précautions pour éviter les accidents ; le travail en hauteur nécessite en particulier de respecter des mesures de sécurité précises.
Plans (génératrice et alternateur) permettant de fabriquer différents types d'éoliennes
Windstream Power Systems Inc.
One Mill Street
Post Office Box 1604-HP
Burlington, VT 05402-1604,
USA 802-658-0075 - Fax : 802-658-1098
Fabricants
Ergey Windpower Co.
2001 Priestley Ave. Norman
OK 73069 - USA
Tel : 405-364-4212 - Fax : 405-364-2078
Lake Michigan Wind & Sun
3971 E. Bluebird Rd.
Forestville, WI 54213 - USA
Tel : 414-837-2267 - Fax : 414-837-7523
Southwest Windpower
P.O.B. 2190, 213 N. 1st Street
Flagstaff, Arizona, 86003-2190 - USA
Trillium Windmills Inc.
Campbell Rd, R.R. #3
Orillia (Ontario)
Canada L3V 6W3
Wind Baron Corporation
3920 E. Huntington Rd.
Flagstaff Arizona, 86004, USA
Tel : 602-526-6400 - Fax : 602-526-5498
Wind Turbine Industries Corp
16801 Industrial Circle SE., Prior Lake,
MN 55372, USA
Tel : 612-447-6064 - Fax : 612-447-6050
World Power Technologies
19 Lake Avenue North, Duluth,
MN 55802, USA
Tel : 218-722-1492 - Fax : 218-722-0791 |
