Éoliennes : un peu de théorie

Une éolienne est un système permettant de convertir la puissance du vent en puissance le plus souvent électrique.

La conversion passe par une phase de puissance mécanique :

Puissance du vent

Puissance disponible du vent à travers une surface \(A\) :

\(\Large{P_v=\frac{1}{2}\rho A V^3}\)

avec :

  • \(\rho\) : masse volumique de l’air, soit \(1,2\;\text{kg/m}^3\)
  • \(V\) : vitesse du vent en \(\text{m/s}\)
  • \(A\) : surface à traversée par le vent en \(\text{m}^2\)

Coefficient de performance

On appelle coefficient de performance, ou rendement aérodynamique instantané, le rapport entre la puissance mécanique disponible sur l’axe du rotor et la puissance fournie par le vent

\(\Large{C_p=\frac{P_m}{P_v}}\)

Ce rendement admet une limite (établie par la théorie de Betz) :

\(\large{C_p\lt \frac{16}{27}}\)

 

Vitesse spécifique

On appelle vitesse spécifique, ou tip speed ratio, le rapport entre la vitesse en bout de pale (induite par la rotation) et la vitesse du vent :

\(\Large{\lambda=\frac{u}{V}}\)

avec \(u\) : vitesse en bout de pale en \(\text{m/s}\)

 

On a \(u=\omega R\)

avec :

  • \(\omega\) : vitesse angulaire de l’hélice en \(\text{rad/s}\)
  • \(R\) : rayon de l’hélice en \(\text{m}\)

 

 

 

Sources :
https://energieplus-lesite.be/theories/eolien8/rendement-des-eoliennes/
https://www.mecaflux.com/suite/redacteurs partenaires/Didactitiel influence parametres eolienne.htm

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.