Le rendement ?


 

Le rendement du système est une question à poser, étant donné ses avantages opérationnels. Avant de donner des chiffres, deux remarques peuvent être faites :

-1- L'éolienne à dépression peut servir de manière purement mécanique au fil du vent, sans production ni stockage d'électricité, pour des applications comme le pompage de l'eau, la production de chaleur ou de froid, la compression d'air ou bien l'entraînement de machines diverses. Cette absence d'équipements électriques étant inaccessible aux éoliennes classique, la comparaison du rendement, dans ce cas, n'est pas pertinente. Il est vrai que les éoliennes de pompage multipales sont purement mécaniques, mais elles ne fonctionnent bien qu'aux faibles vents et sont rarement érigées à plus de 10m de haut (l'éolienne à dépression offre des possibilités de pompage plus importantes).

-2- Le rendement n'est pas une fin en soi, il n'est dans l'éolien qu'un paramètre intervenant dans le calcul du prix de revient final de l'énergie. Il faut y ajouter le coût initial de la machine, le coût de l'entretien, et le coût de la chaîne énergétique qui récupère l'énergie de l'éolienne et l'exploite.


Concernant les éoliennes de 1950, seuls des chiffres à certaines vitesses de vent ont été retrouvés dans les notes de Jean Andreau. Pour l'éolienne de 7m de diamètre, il donne un rendement nominal électrique, par rapport à l'énergie à l'infini, de 0.3 (la moitié du rendement de Betz). Cela signifie un rendement mécanique de 0.37 sur l'arbre turbine. On retrouve ces chiffres dans l'article Science&Vie à la rubrique Puissance et rendement.

Nous essaierons de confronter ces chiffres aux résultats de notre prototype d'1m50, sachant que la diminution du diamètre est défavorable au rendement, et que nous n'avons pas pu appliquer rigoureusement la méthode de Jean Andreau pour le dessin des pales (voir la description de notre hélice).

On ne peut de toute façon apprécier le véritable rendement d'une machine qu'en étudiant sa production annuelle sur un site donné. On peut bien sûr multiplier la courbe de Cp par la courbe statistique de puissance éolienne du site, cela donnera une indication, mais en aérodynamique rien ne vaut la mesure... Le fonctionnement d'une éolienne est sans cesse variable au grès des fluctuations du vent, et le calcul sera toujours incomplet.

Pour illustrer ces propos, voici deux courbes reconstituées à partir de données trouvées dans l'excellent ouvrage de Paul Gipe, Le Grand Livre de l'Eolien. Sur les deux graphiques, chaque point représente le rendement d'une éolienne classique à sa vitesse nominale, d'après le constructeur. En haut on range les éoliennes par taille, et en dessous par vent de puissance nominale. Toutes ces éoliennes se vendent...

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