Dimensionnement simple d'éoliennes


Nous allons dans cette partie essayer de dimensionner des éoliennes de manière à être plus spécifique au lieu d'étude. 
 

Nous allons pour cela dimensionner uniquement le diamètre du rotor (car ce dimensionnment reste relativement simple et nous ne possédons pas toutes les connaissances pour dimentionner totalement l'éolienne) et de déterminer le nombre d’éoliennes nécessaires pour alimenter l’éco-quartier en se basant sur la dépense énergétique et la formule de rendement maximal donnée par Betz (P = 0,29 D²V3).

Nous nous mettrons dans le cas où la production d’énergie est maximale (normalement, elle se situe autour de 50-60% de la limite de Betz).

Nous nous apercevons qu’il nous faudrait une éolienne produisant 17856,2 W en une heure pour pouvoir alimenter l'éco-quartier.

 

Cette valeur est possible pour différentes valeurs de rotor et de vitesses moyennes du vent.

Pour notre cas d’étude, en partant du fait que notre vitesse moyenne du vent est de 3,96 m/s, il nous faudrait un diamètre de rotor de 31m environ !!!

Pour être plus raisonnable, nous pourrions imaginer de prendre plusieurs éoliennes.

Si nous décidions de choisir 10 éoliennes de 12m de haut, nous pourrions arriver à l’autosuffisance de l’éco-quartier pour des diamètres de rotor de 10m environ.

Cela signifierait que le bas des pâles se situerait à 2 m de hauteur, ce qui n’est pas envisageable.

Une solution envisageable est l’augmentation de la hauteur du mat pour obtenir une vitesse de vent supérieure.

Il est à noter qu'en principe si la hauteur dépasse les 12m, un permis de construire est nécessaire.

La feuille de calcul excel

Exemple du diamètre du rotor en fonction de la vitesse du vent et du nombre d’éoliennes voulu:

 

Vitesse du vent

(hauteur du mat)

Nombre d’éoliennes
1

 

5

 

10

  

20

Diamètre du rotor (m)

4 m/s (12m)

31,5

14

10

7

 

4,5 m/s (22m)

26

12

8,5

6

 

5 m/s (38m)

22

10

7,5

5

 

 

Dans tout les cas, nous voyons que l’utilisation d’énergie éolienne seule pour alimenter l’éco-quartier n’est pas envisageable (à la valeur de la vitesse de vent que nous avons utilisée pour notre étude).

Nous pourrions très bien imaginer utiliser une éolienne de 100 m de haut pour alimenter l’éco-quartier, mais dans ce cas elle devrait se situer à plus de 500m de toutes habitations.

Il faudrait également prévoir une demande de permis de construire, une étude d’impact et une enquête publique.