Énergie éolienne : comment fonctionne un parc éolien terrestre ?

L’énergie éolienne repose sur l’exploitation de la force du vent pour produire de l’électricité. Mais savez-vous ce qui se cache derrière tout ce processus et comment fonctionne un parc éolien terrestre ?

Tout le monde a déjà vu un de ces engins éoliens que nous appelons à tort « moulins à vent » ; que ce soit dans leur environnement, au cours d’un voyage en voiture sans fin, plein d’horizons à découvrir, ou à travers un écran. Les éoliennes, nom donné à ceux qui ont transformé les plans d’Éole en une source inépuisable d’énergie renouvelable pour notre usage, sont des appareils technologiquement avancés qui présentent de nombreuses similitudes esthétiques avec les moulins qui ont historiquement peuplé les paysages de nombreux pays (principalement dédiés à la mouture du grain grâce à une action mécanique résultant de l’exploitation du vent) ; bien que l’utilisation de l’énergie et sa conversion en électricité, entre autres choses que nous verrons plus loin, les rendent très différentes. Voyons maintenant comment fonctionne un parc éolien terrestre et qui sont les acteurs derrière ce type d’énergie verte.

Pour comprendre le fonctionnement de l’énergie éolienne, il faut d’abord se rappeler qu’une éolienne n’est pas un élément individuel, mais plutôt une partie d’un ensemble plus vaste et plus complexe : un parc éolien. S’il existe des éoliennes individuelles pour les petits consommateurs, c’est une autre histoire. Cette éolienne est connectée, tant d’un point de vue électrique que d’un point de vue de l’envoi et de la réception d’informations, aux autres éoliennes et aux autres éléments qui composent un parc. Ainsi, à tout moment, l’entreprise exploitant ledit parc est informée, grâce aux capteurs et à l’intercommunication des différents éléments, de l’état en temps réel de chaque éolienne : problèmes mécaniques, énergie produite, problèmes électroniques, arrêts techniques…

C’est pourquoi, pour que l’ensemble fonctionne correctement, un parc éolien terrestre est composé des éléments suivants :

Principales parties d’un parc éolien Éolienne terrestre

• Éolienne : Elle produit de l’électricité grâce à l’action du vent sur les pales, reliées au rotor par un élément appelé moyeu. Chaque éolienne peut avoir une puissance variant de 0,5 à 7 MW, selon sa taille. Français L’énergie générée est déjà restituée à moyenne tension grâce au transformateur et cellules moyenne tension logés à l’intérieur dans la plupart des cas, ou au pied de l’éolienne dans des cas exceptionnels.
• Réseau électrique moyenne tension : Ce sont les artères du parc éolien par lesquelles circule l’électricité en route vers la consommation.
• Sous-station ou point de connexion : Cet élément est chargé d’élever la tension de génération à la tension de transport et de déverser l’énergie générée dans le réseau électrique de transport ou de distribution.
• Lignes de transmission ou de distribution : Des acteurs très reconnaissables, grâce à leurs pylônes distinctifs, et qui sont chargés de transporter l’énergie verte jusqu’à nos foyers.

De cette façon, une fois que l’éolienne commence à fonctionner, grâce au mouvement de rotation, elle fait en sorte que le générateur installé dans la nacelle produise de l’énergie électrique en transformant l’énergie mécanique en énergie électrique. À son tour, le transformateur élève la tension pour éviter les pertes électriques, et l’énergie est injectée dans le réseau moyenne tension, où elle transite par des câbles souterrains (dans certains pays comme les États-Unis ou le Brésil, cette voie est aérienne) avec l’énergie produite par d’autres éoliennes. À ce stade, l’énergie électrique atteint le poste de transformation pour être portée à haute tension et faciliter son évacuation vers le réseau de transport ou de distribution ; elle est distribuée au consommateur final grâce au rôle des lignes de transport haute et moyenne tension situées dans les pylônes électriques.

De quels éléments se compose une éolienne ?

Maintenant que nous connaissons le fonctionnement de base d’un parc éolien terrestre, il est temps de nous concentrer sur l’éolienne en tant qu’élément individuel, car son fonctionnement explique, en substance, comment l’énergie produite par le vent est d’abord convertie en énergie mécanique, puis en énergie électrique. Pour ce faire, examinons d’abord les éléments qui composent ces rivaux modernes de Don Quichotte.

Énergie éolienne : Principaux éléments d’une éolienne

1. Pales : Ce sont les protagonistes visibles qui collectent l’énergie du vent et la transforment en énergie mécanique qui entraîne le rotor. Ses dimensions sont gigantesques, variant entre 40 et 165 mètres de diamètre selon le modèle.
2. Rotor : Cet élément, semblable au rotor d’un avion à hélice, est formé par le moyeu, qui est le point de connexion des pales, les réunissant en un ensemble de pièces, et permettant au mouvement du vent d’être transmis à l’intérieur de la nacelle.
3. Gondole : Loin d’être un bateau vénitien, cette pièce est une sorte de pièce qui contient des éléments complexes, essentiels pour convertir l’énergie mécanique de rotation en énergie électrique.
   1. Le réducteur : Il est principalement responsable de générer des changements de vitesse au sein de la machine pour transmettre l’énergie mécanique au générateur.
   2. Le générateur : Il est responsable de la conversion de l’énergie cinétique du vent en énergie électrique.
4. Tour : En plus d’être un simple poteau géant sur lequel est érigée la structure des pales et de la nacelle, Ce grand cylindre contient les éléments essentiels pour la bonne distribution de l’électricité :
   1. Câblage : Il passe à l’intérieur de la tour et transporte l’énergie électrique nouvellement créée à travers les éléments internes.
   2. Transformateur : Cet élément, qui peut être à l’intérieur ou à l’extérieur de la tour elle-même, est chargé d’élever l’électricité à moyenne tension pour éviter les pertes.
   3. Cellule moyenne tension : C’est un élément critique similaire à un interrupteur domestique ; c’est un dispositif de commutation mécanique (ouverture et fermeture) qui permet de transporter le courant généré ou d’interrompre son flux aussi bien dans des circonstances normales que dans des conditions anormales spécifiques. Sa fonction fondamentale est de protéger le transformateur contre d’éventuels problèmes.
5. Fondation : C’est l’élément qui supporte le poids de l’ensemble de l’éolienne et l’ancre au sol.
6. Réseau moyenne tension : Les artères qui traversent toute l’installation et permettent l’évacuation de l’énergie électrique renouvelable produite.

Vous avez des questions sur la façon dont l’énergie éolienne parvient jusqu’à votre domicile ? Regardez cette vidéo :