Structure et principes de base d'un système de production d'énergie éolienne résidentiel

Structure et principes de base d'un système de production d'énergie éolienne résidentiel

L'objectif principal d'un système de production d'énergie éolienne résidentiel est de capter l'énergie éolienne gratuite et de la convertir en électricité fiable pour un usage domestique. Le système fonctionne de manière coordonnée en quatre étapes : captage du vent, production d'électricité, stockage de l'énergie et consommation. Son matériel est une combinaison sophistiquée conçue pour réaliser ce processus.

L'élément principal du système est l'unité de captage et de production d'énergie éolienne, composée principalement d'une éolienne et d'une tour. Une éolienne se compose généralement de trois éléments principaux : un rotor (pales), un générateur et une nacelle. Lorsque le vent souffle et que les pales tournent, l'énergie éolienne est convertie en énergie mécanique. Les pales entraînent la rotation de l'arbre principal du générateur, et à l'intérieur de celui-ci (par l'intermédiaire de champs magnétiques coupant des fils conducteurs), l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique. Le rôle de la tour est de supporter l'éolienne en hauteur ; plus elle est haute, plus la vitesse du vent est forte et stable, et plus l'énergie éolienne captée est importante. Il s'agit de la première étape, et la plus cruciale, de la conversion d'énergie.

L'électricité produite par l'éolienne est de l'« électricité générée » et ne peut être utilisée directement par les appareils ménagers ; elle nécessite donc un système de contrôle et de traitement de l'énergie pour son « affinage ». Ce système est composé d'un contrôleur et d'un onduleur. Le contrôleur agit comme un « gestionnaire intelligent », régulant le courant provenant de l'éolienne. D'une part, il protège la batterie en évitant les surcharges et les décharges excessives afin d'en prolonger la durée de vie ; d'autre part, il effectue un prétraitement du courant continu instable. Ensuite, l'onduleur convertit ce courant continu traité en courant alternatif de 220 V, conforme à la norme du réseau électrique, permettant ainsi aux appareils tels que les téléviseurs, les réfrigérateurs et les lampes de fonctionner correctement.

Comme le vent est parfois fort, parfois faible, le système comprend également un système de stockage d'énergie – un parc de batteries – afin de garantir l'alimentation électrique en cas d'absence de vent. Ce parc agit comme une réserve d'énergie de grande capacité. Lorsque le vent est fort et que la production d'électricité dépasse les besoins immédiats du foyer, l'énergie excédentaire est stockée dans la batterie. Lorsque le vent faiblit ou qu'il n'y a pas de vent la nuit, l'énergie stockée est libérée et distribuée au foyer via l'onduleur. Ceci garantit une alimentation électrique continue et assure l'autonomie énergétique du logement. Ces quatre composants — l'éolienne, le mât, le contrôleur/onduleur et la batterie — sont reliés par des câbles et forment ensemble un système complet et autonome de production d'énergie éolienne domestique.