Les éoliennes tournent grâce à la masse d'air qui les traversent et un m³ d'air pèse ... 1,225 kg. Par une surface de 1 m² et un vent d'un m/s, le débit est de 1 m³/s, soit 1,225 kg ... par seconde.

Les masses en mouvement possèdent une énergie (cinétique) exprimée en Joule; E_c = 1/2 mv². Ainsi, une masse de 1 kg lancée à 1 m/s possède une énergie égale à 0,5 J. (Il faut 4186 J pour augmenter de 1°C un kg d'eau). La puissance qui s'exprime en Watt est le rapport entre l'énergie (reçue) et le temps (pour la recevoir); 1 W = 1 J / 1 s.

Une surface de 1 m² traversée par un vent de 10 m/s, est traversée par 10 m³ soit 1,225 kg x 10, et son énergie est (1,225 x 10) x 10 x 10 / 2 = 612,5 J ... par seconde, soit 612,5 W. La puissance est donc au cube de la vitesse ! P = 0,6125 v³

Il s'agit ici de la puissance théorique. En effet, toute la puissance du vent n'est pas captée par une éolienne, à l'arrière de celle-ci le vent n'est pas nul. La loi de Betz définit le maximum captable, soit 16 / 27.

 

PUISSANCE max captable = 0,363 v³

avec P en W/m², v en m/s

 

... et le vent, c'est fort !

On admettra la formule empirique suivante, la pression exercée (en kg) perpendiculairement à une surface (pleine) de 1 m²

Pression = 0,1225 v²

On considère que, pour les tripales, le maximum est de 25 kg/m² de surface balayée, étant entendu qu'elles se mettent en drapeau à 90 km/h

 

Pour télécharger ce tableau, sous Excel 7 (Win 95) (19 Ko)

Par un vent de 25 m/s, une éolienne de 1 m² (qui capterait 100% de la puissance captable et qui rendrait 100% de cette puissance) mettra pour faire passer 1 l d'eau de 0°C à 100 °C moins de ... 74 secondes !... l'air de rien !

Ben, ça alors !

 

Stop aux bonimenteurs ! ... qui disent la vérité !!!

L'exemple précédent est théorique ! Dans la pratique, il faut diviser par 2 voire par 3,14 ... En effet, l'éolienne est composée de différents organes qui ont leur rendement maximal propre. Et, il ne suffit pas de multiplier ses maxima pour obtenir le rendement global maximum ! Chaque rendement atteint son maximum pour une vitesse donnée, cette vitesse n'est pas la même pour tous !!!
Soit, k₁ le rendement global, pour la vitesse v₁, et ainsi de suite ...

Me v'la bien avancé !

 

Et les sous...

Combien de kWh pourrais-je retirer par an et par m² ?
Honte, à toi, homme cupide, femme vénale !
Aurais-tu oublié que l'important, c'est la ... rose !

Bon, puisque vous continuez à lire ... Voici comment calculer tous les sous que vous allez gagner...
Tout dépend du vent ... J En Belgique, à 10 m du sol, le vent moyen est de 6,2 m/s à la côte, de 3,6 m/s à l'intérieur du pays et de 4,4 m/s sur le plateau ardennais ... et rien n'est plus trompeur qu'une moyenne, surtout lorsque la puissance est au cube de celle-ci.
Avec une vitesse de démarrage de 4m/s, votre éolienne risquerait de ne jamais tourner ... par un vent de 3,6 m/s durant 12 mois. Par contre, avec 10 mois de vent nul et 2 mois de vent à 21,6 m/s, vous allez faire fortune !

0,363 x 21,6 x 21,6 x 21,6 = 3658,2 W/m² ce durant deux mois !
soit 3,6582 kW x 24 x 60 = 5267,8 kWh ... par mètre carré !!!
Et même avec un rendement global ... global ... de 30 %, il vous resterait encore 1580 kWh/m² !

 

Faut-il aller ouvrir un compte au Luxembourg ?

Pas avant d'avoir vérifié le temps (h_i) durant lequel le vent souffle à une vitesse donnée (v_i) ... à l'endroit où vous souhaitez installer votre "poule aux oeufs d'or" ... ce, durant un an !

Et oui, le savoir a un prix ! Il vous faudra acheter un anémomètre, une carte à enficher, un logiciel et ... un ordinateur qui vous permettra d'enregistrer les données. Le tout sera immobilisé durant un an ! ...

Mais au bout d'un an d'attente, quel bonheur de savoir enfin ... combien de sous on est sûr de gagner ... ou d'avoir économisé !

Et si l'année de mesure fut particulièrement venteuse ? Là, rassurez-vous les différences d'une année à l'autre sont faibles. Ouf!

Vous pouvez, bien entendu, peaufiner (et peaufiner seulement) vos résultats avec votre station météorologique la plus proche, qui, elle dispose d'informations sur plusieurs années.

Muni de VOTRE précieux tableau, il ne vous reste plus alors qu'à contacter un fabricant, pour compléter la colonne rendement, ... puis ouvrir un compte ?

Pour les puristes, sachez, enfin que la densité de l'air varie avec sa température, son humidité et la pression atmosphérique. A 760 mm Hg, l'air sec pèse 1,127 kg/m³ à 40°C et 1,423 kg/m³ à -25°C.

Et maintenant, quel air avez-vous ? ... heureux, j'espère !

 

Auteur : Bernard LEDRU