Une éolienne produit-elle plus d'électricité lorsqu'elle tourne plus vite ?

En clair, une éolienne ne produit pas plus d'électricité en tournant plus vite. Elle possède une plage de vitesse optimale au-delà de laquelle elle peut cesser de produire de l'électricité ou réduire son rendement.

Vous trouverez ci-dessous une explication détaillée :

1. Avant la vitesse de vent nominale : plus la vitesse est élevée, plus (dans une certaine plage)

Lorsque la vitesse du vent augmente à partir de zéro, les pales du générateur se mettent à tourner, et plus leur vitesse (vitesse en bout de pale) est élevée, plus la production d'énergie est importante. Ce processus est conforme à notre intuition.

2. Une fois la vitesse de vent nominale atteinte : puissance constante, n’augmentant plus

C'est le point le plus crucial. Chaque éolienne possède une puissance nominale (par exemple 2 mégawatts) et une vitesse de vent nominale (généralement autour de 12 à 15 mètres par seconde).

Lorsque la vitesse du vent atteint la vitesse nominale, le système de contrôle limitera activement la vitesse des pales et l'énergie éolienne captée en ajustant l'angle des pales (pas) et d'autres méthodes, afin de stabiliser la production d'énergie à la puissance nominale et de ne plus l'augmenter.

Pourquoi fait-on cela ? Afin de protéger les composants essentiels, tels que les générateurs et les boîtes de vitesses, contre les contraintes mécaniques excessives et la surchauffe électrique. Une accélération non bridée peut gravement endommager l’équipement.

3. Dépassement de la vitesse de vent limite : arrêt sécurisé, arrêt de la production d’électricité

Lorsque la vitesse du vent est trop élevée et atteint la vitesse de vent de coupure (généralement autour de 25 mètres par seconde, équivalente à une tempête de niveau 10), afin d'éviter que les charges de vent extrêmes n'endommagent la structure, le système de contrôle fera en sorte que les pales s'inclinent complètement (parallèlement à la direction du vent comme une aile d'avion), ce qui provoque l'arrêt et le freinage du ventilateur, et la production d'énergie sera nulle.

Supplément clé : Efficacité et « rapport de vitesse de pointe »

L'objectif de la production d'énergie éolienne est d'atteindre une efficacité aérodynamique optimale, et non une simple vitesse élevée. Cette efficacité est mesurée par un paramètre appelé « rapport de vitesse en bout de pale » (le rapport entre la vitesse en bout de pale et la vitesse du vent). Chaque conception de pale possède une valeur optimale de ce rapport, et le système de contrôle s'efforce de faire fonctionner l'éolienne à ce point optimal afin de garantir une conversion maximale de l'énergie éolienne en énergie mécanique.

Si la vitesse est trop élevée, outre les problèmes de sécurité liés à l'équipement, cela peut également entraîner une baisse d'efficacité due à une augmentation des turbulences et de la résistance.

métaphore de l'image

On peut imaginer une éolienne comme une voiture équipée d'un régulateur de vitesse intelligent :

Phase de démarrage (brise légère) : Plus l'accélération (vent) est importante, plus la vitesse du véhicule (RPM) est élevée et plus il y a de routes (génération de puissance) à parcourir naturellement.

Croisière sur autoroute (vitesse nominale du vent) : Même si vous appuyez fortement sur l'accélérateur, la vitesse sera limitée à 120 kilomètres par heure (puissance nominale) par le système électronique afin de protéger le moteur et de respecter les normes de sécurité.

Conditions météorologiques extrêmes (orage) : le système vous obligera à vous garer (empêcher le stationnement) et à attendre que les conditions météorologiques s’améliorent avant de pouvoir reprendre la route.

En résumé :
La production d'énergie d'une éolienne augmente avec la vitesse du vent jusqu'à atteindre sa puissance nominale. Ensuite, la vitesse et la puissance sont régulées activement afin de garantir la sécurité de l'équipement et de maintenir une production stable et efficace. Par conséquent, la stratégie « plus vite, plus fort » n'est pertinente que par faible vent, tandis que la stabilité et la sécurité sont privilégiées par vent fort.