Comment fonctionne une pompe éolienne ?

En apparence, le fonctionnement des éoliennes paraît assez simple. Et pourtant, leurs mécanismes de fonctionnement sont assez complexes. Même si vous n’êtes pas spécialiste de l’ingénierie des éoliennes, il est important de connaître des principes de base comme la puissance et les systèmes de régulation. Cela vous aidera à mieux appréhender votre projet d’installation.

Principe de base du fonctionnement d’une pompe éolienne

Le rôle des éoliennes est de transformer l’énergie cinétique du vent en énergie électrique. L’énergie cinétique est utilisée pour entraîner le rotor avec les pâles. Ce mouvement transforme l’énergie cinétique en énergie mécanique qui par l’effet de la rotation se transforme ensuite en énergie électrique sous l’action d’une génératrice.

On comprend donc que les pales constituent des pièces majeures du fonctionnement des éoliennes. Leur profil et leurs dimensions influencent les paramètres de fonctionnement comme la puissance. En effet, la puissance produite évolue en fonction de la surface balayée. Pour être plus précis, la longueur des pales a une corrélation avec la puissance que vous désirez produire tandis que leur largeur influence la vitesse d’amorçage que vous recherchez.

La puissance d’une éolienne exprimée en kilowatts-heures (kWh) constitue sa capacité de production d’énergie par heure. Il s’agit bien entendue d’une capacité théorique qui ne s’obtient que dans les conditions optimales de fonctionnement. En pratique, des différences peuvent donc se constater. Pour mieux illustrer cela, considérez une éolienne de 1 mégawatt.

Elle est censée, produire 1 mégawatt d’énergie par heure soit 8760 MWh sur une année. Dans la pratique, elle n’en produira pas autant à cause de fluctuations du vent. Pour connaître sa puissance, on se réfère à son facteur de capacité qui tourne autour de 30%. Ainsi donc, la puissance réellement produite avoisinera les 2.628 MWh.

Système de régulation

De nombreuses méthodes sont disponibles pour contrôler et réguler les éoliennes. La plus utilisée est celle du ferlage ou furling en anglais. Il peut être implémenté de façon mécanique (c’est souvent le cas pour les petites éoliennes), ou électronique, en se servant de capteurs de vitesse et de direction. Le mode de fonctionnement électronique est bien entendu plus onéreux que celui mécanique.

Le principe de base du ferlage, consiste à faire pivoter le safran de 90° dans le même axe que les pales. Ainsi, on s’assure que l’éolienne ne sera jamais face au vent. Pour cela, on monte le pivot du safran sur une charnière inclinée en arrière avec environ un angle d 20°. Le mat pour sa part, demeure fixe. La méthode du ferlage permet de faire face à tous les cas de figure.

En cas de vents forts, voire violents, la pression est telle qu’il y a un arrêt automatique de l’installation visant à la protéger. Si les vents sont faibles, le poids de la queue sera alors plus grand que celle des vents. Elle pourra donc reposer sur la butée arrière. Enfin, avec des vents moyens, la force de ces derniers sera supérieure à celle de la queue. Celle-ci va alors quitter la butée et se redresser. L’éolienne trouvera alors naturellement, un équilibre entre ces deux forces.