Guide du petit éolien
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3- Eléments techniques influençant le choix
f. Résistance aux vents forts et régulation
Certaines éoliennes sont capables d’encaisser des vents de près de 200 km/h. La majorité cependant n’atteint pas des vitesses dites « de survie » aussi élevées. Elles sont donc équipées de systèmes permettant de soustraire le rotor à la force du vent. Les éoliennes disposant d’une orientation motorisée placent le rotor parallèlement au vent pour le protéger ou utilisent un frein. Celles munies d’un calage de pales variable se mettent en drapeaux. Les moins sophistiquées utilisent soit un système mécanique d’évitement (le rotor pivote sur un axe en tirant sur un ressort pour venir se placer parallèlement au vent) ou un système de freinage automatique mécanique.
Les éoliennes à axe vertical bénéficient par construction du « décrochage dynamique » des pales, elles ne nécessitent aucun système d’évitement des vents forts.
g. Génératrice et démultiplication
La génératrice a pour rôle la transformation du mouvement de rotation de l’axe en électricité. Pour la gamme de puissance du petit éolien, il s’agit généralement d’un alternateur synchrone à aimant permanent. L’intensité et la fréquence du courant produit par l’alternateur varient en fonction de la vitesse de rotation du rotor. L’électricité en sortie doit donc être régulée pour être utilisable.
Cette régulation est effectuée par un onduleur. Les rotors dont la vitesse de rotation est trop faible pour entraîner directement un alternateur classique sont accompagnés d’un démultiplicateur, une sorte de boîte de vitesse. Cet élément est généralement le maillon faible de l’installation, car il subit des efforts mécaniques élevés et constants.
h. Batteries
Pratiquement indispensables pour les sites isolés, les batteries compliquent sérieusement la rentabilité de l’installation. Le critère du choix tient dans la capacité de stockage d’énergie de la batterie. En toute rigueur, cette capacité se mesure en ampères-heure, cependant il est souvent plus facile de l’exprimer sous forme de puissance produite en une heure par son éolienne, donc en kWh. Une batterie capable de stocker 1000 Wh (soit 1 kWh) pourra ainsi conserver l’équivalent d’une heure de vent à vitesse nominale pour une éolienne d’un kW.
Compter 150 € HT par kWh pour des batteries au plomb, le double pour des NiCad. Leur durée de vie oscille entre 10 et 15 ans pour les modèles au plomb et 20 à 25 ans pour les plus modernes.
i. Maintenance
Certains modèles de faible puissance sont présentés comme étant potentiellement exempts de maintenance. Cependant, et cela quelle que soit sa puissance, une maintenance annuelle est indispensable pour optimiser la durée de vie de l’éolienne.
La maintenance préventive est généralement annuelle. Remplacement d’huiles, graissages, contrôle de serrages… Prévoir entre 200 et 1000 € HT selon la puissance et une journée d’interruption. L’opération mobilise deux à trois personnes.
Concernant la maintenance curative, il faut savoir qu’au-delà de dix ans apparaissent des problèmes de fatigue des matériaux et d’usure, notamment dans les zones où les vents sont les plus turbulents. Le propriétaire s’exposera à des opérations de remplacement ou de réparation des pales, de remplacement ou de réfection de l’alternateur, du démultiplicateur. La foudre est également une source fréquente de pannes électriques.
Les éoliennes sont généralement garanties deux ans, parfois trois. Quant aux batteries, la garantie dépasse rarement une année.
Un peu de physique
Souvenez-vous que P=UI ! Pour déterminer la possibilité de stockage d’une batterie en kWh, on multiplie sa tension (12v-24v….) par sa capacité en ampères-heure (100 ah par exemple). Ainsi, une batterie de 24 V dont la capacité nominale est de 150 ah permet de stocker 150 x 24 = 3600 Wh = 3,6 kWh = 3h36’ de production d’une éolienne d’un kW.
