Moteur d'une éolienne

Sommaire

Le moteur de l'éolienne permet de produire de l'électricité à partir de l'énergie du vent. Il est composé d'un rotor et d'un générateur. Toutes les explications dans notre article.

Fonctionnement d'un moteur éolien

Un aérogénérateur est une éolienne qui produit de l'électricité à partir du vent. Pour cela, deux éléments distincts sont nécessaires :

  • Le rotor de l'éolienne que le vent fait tourner.
  • Le générateur qui produit un courant électrique lorsque le rotor tourne. Le générateur lui-même est composé : d'un rotor (de générateur) et d'un stator.

À noter : certaines éoliennes ne produisent pas d'électricité mais transforment l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique (voir plus loin éolienne de pompage).

Moteur d'éolienne : deux rotors 

Il faut distinguer le rotor de l'éolienne entrainé par le vent et le rotor du générateur entrainé par le rotor de l'éolienne. Ces deux pièces différentes sont reliées entre elles :

  • Soit directement sur un axe commun donc avec la même vitesse de rotation.
  • Soit par le biais d'un démultiplicateur qui permet d'avoir une vitesse différente des deux rotors.

La plupart des générateurs nécessitent des vitesses de rotations élevées, c'est pourquoi on utilise souvent des démultiplicateurs en éolien :

  • La vitesse des pales d'une grande éolienne est généralement de 10 à 30 tours/minutes.
  • On peut passer avec un démultiplicateur à 1 000 ou 2 000 tours/minute pour le rotor de la génératrice. 

À noter : le choix des rotors et de leur liaison est faite selon le type d'éolienne et les conditions de vent. Les petites éoliennes multipales tournent en principe plus vite que les grands aérogénérateurs.

Rotor de l'éolienne

C'est la partie de l'éolienne qui capte l'énergie cinétique du vent avec les pales et la transforme en énergie mécanique de rotation. Il existe différents types de rotors d'éoliennes :

  • Les rotors à axe horizontal à 2, 3 ou multipales.
  • Les rotors à axe vertical.

Le choix du type de rotor est fonction :

  • de la vitesse minimale du vent,
  • de la vitesse moyenne du vent,
  • de la hauteur de l'éolienne,
  • du couple demandé (force de rotation).

Le rotor va transmettre son mouvement de rotation au générateur.

 

Générateur de l'éolienne

Le générateur permet de produire un courant électrique. Le courant produit par le générateur en éolien est un cournat alternatif. Il est composé de deux éléments : 

  • Le stator, une partie fixe.
  • Le rotor, la partie du générateur qui tourne (entrainée par le rotor de l'éolienne).

Fonctionnement d'un générateur

Le stator est composé généralement de bobines de cuivre et le rotor d'aimants. Le mouvement du rotor entraîne une variation des flux magnétiques des bobines du stator et cela crée un courant électrique.

Bon à savoir : le rotor est composé d'aimants ou d'électroaimants. Ces derniers sont composés de bobines dans lesquelles on fait circuler un courant électrique qui génère alors un flux magnétique, comme des aimants.

Types de générateurs

Il convient de distinguer deux principaux types de générateurs : les générateurs à flux axial et les générateurs à flux radial.

En fait, ce sont deux alternateurs qui produisent donc du courant alternatif. Les bobines de cuivre sont simplement disposées de manière différente autour de l'axe de rotation.

À noter : il existe des générateurs de courant continu, mais ils ne sont pas utilisés en éolien.

Éoliennes de pompage

Toutes les éoliennes ne produisent pas d'électricité. Ainsi, les éoliennes de pompage transforment l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique.

Le mouvement de rotation est transformé en mouvement vertical via une manivelle ou une bielle et utilisé pour faire tourner une vis sans fin.

Pour aller plus loin :

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