Fonctionnement au niveau de la nacelle
Le rotor et le stator sont situés dans le générateur qui lui-même est placé dans la nacelle de l'éolienne. Les pales font tourner le rotor (le "nez" de l'éolienne) qui entraîne l'abre de transmission entraînant ensuite la génératrice.
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Le multiplicateur que l'on peut voir sur le schéma ci-dessus adapte la vitesse de rotation au fonctionnement du générateur électrique. Le mutiplicateur est représentée par la petite roue alors que l'arbre de transmission est représenté par la grande. Le multiplicateur étant plus petit, il tourne plus vite : d'où son rôle consistant à adapter la vitesse rotation. Dans celui-ci le rotor (l'électroaimant) tourne tandis que le stator est fixe par rapport à celui-ci.
Nous pouvons voir sur la photo ci-dessus le rotor correspondant au cylindre gris ainsi que le stator qui est situé autour de ce dernier.
Le rotor et le stator sont essentiellement composés de spires métalliques, d'une bobine, en cuivre ou en aluminium, et d'un empilement de tôles magnétiques. La rotation du rotor autour du stator engendre une tension alternative due à la variation du champ électromagnétique, le stator fournit ce courant utilisable alternatif puisqu'il reste fixe donc le raccordement est plus facile.
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Chaque métal possède un champ électromagnétique qui lui est propre lorsqu'un courant le traverse. Du courant est injecté dans l'éolienne, il y a donc la présence d'électroaimants. La rotation du rotor à proximité du stator augmente cette variation de flux et produit de l'électricité. Moins de 10% de l'énergie produite par l'éolienne est réutilisée pour s'autoalimenter. La transmutation du pôle Nord au pôle Sud sur le stator (fer entouré de bobine de cuivre généralement) crée un courant électrique alternatif périodique.
Le pont de diodes, ou pont redresseur double alternance, comprend un minimum de six diodes de puissance et de trois diodes d'excitation. Il a pour rôle de redresser le courant alternatif triphasé fourni par le stator. On s'en sert uniquement quand on branche des batteries aux éoliennes, car les batteries nécessitent un courant continu alors que les éoliennes délivrent un courant alternatif périodique. Étant donné qu'il n'y a pas de batterie à Miquelon, ils n'utilisent pas de ponts de diodes.
Ce pont de diode permet au courant de ne circuler que dans un sens et donc de pouvoir connecter l'éolienne au réseau de St-Pierre.
Lorsque le courant arrive par la branche 1, il ne peut pas se diviser car la diode D3 l'en empêche. Il se dirige donc vers la borne +.
Lorsque le courant arrive par la branche 2 il ne peut pas aller vers la gauche car la diode l’en empêche: il se dirige lui aussi vers la borne +.
Le courant passe donc dans le même sens tout le temps. Un courant alternatif périodique sera donc transformé ainsi :
En conclusion, le rotor entraîné par la rotation des pales met en mouvement l'abre de transmission. La transmission quant à elle adapte la vitesse de rotation de ce dernier au fonctionnement du générateur électrique. Dans le générateur électrique, le rotor tourne à proximité du stator transformant l'énergie qui d'abord était mécanique en énergie électrique.
Les types d'éoliennes
On rencontre deux types d'éoliennes :
Les éoliennes à axe horizontal : l'axe du rotor est parallèle au sol. Ces éoliennes sont les plus utilisées à cause de leur rendement et de leur efficacité. Elles peuvent fonctionner face au vent ou sous le vent.
Les éoliennes à axe vertical : l’axe du rotor est perpendiculaire au sol. Ces éoliennes n'ont pas besoin de système pour les orienter dans la direction du vent, mais leur efficacité est médiocre par rapport au type horizontal, car elle capte deux fois moins d'énergie dans le vent.
Voici quelques exemples d'éoliennes :
Éolienne classique à trois pales :
Axe horizontal
Nombre de pales : 3
Photo : Michaël Pierrot
Éolienne classique à deux pales :
Axe horizontal
Nombre de pales : 2
Photo : Vergnet
Éolienne monopale :
Axe horizontal
Nombre de pales : 1
Photo : www.hvirvelvinden.dk
Éolienne de pompage :
Axe vertical
Nombre de pales : environ 20
Photo : Michaël Pierrot
Éolienne à rotor vertical :
Axe vertical
Nombre de pales : 2-3
Photo : Ropatec
Éolienne en hélice :
Axe vertical
Nombre de pales : 3
Photo : Quiet Revolution