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Cost effective wind turbine of 40 kW of rated capacity

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Développer de petites éoliennes à très haut rendement

Voir des panneaux solaires sur les toits des exploitations agricoles et des maisons est assez fréquent en Europe, mais ce n’est pas tellement le cas pour les petites éoliennes. Le système d’Eciwind, testé avec succès, pourrait changer la donne.

Changement climatique et Environnement

Les petites éoliennes (PE) pourraient bénéficier les endroits qui n’ont pas d’accès à l’énergie du réseau. Mais pour véritablement décoller sur le marché de l’énergie, il faudra réduire les coûts de cette technologie renouvelable, et garantir que la production d’électricité reste compétitive et indépendante des subventions. À cette fin, la Commission européenne a mis en avant le rôle que les petites et moyennes entreprises (PME), comme les exploitations agricoles et les petites industries, peuvent jouer à ce niveau. Les PE constituent souvent la meilleure option lorsque ces entreprises se trouvent dans des zones où la vitesse moyenne annuelle du vent est supérieure à 5 m/s (mètres par seconde). Le projet Eciwind, soutenu par l’UE, est parvenu à développer une technologie pour les petites éoliennes (PE), atteignant un très bon coefficient de performance (puissance disponible par rapport à la vitesse du vent) de Cp = 0,5. L’efficacité aérodynamique Une caractéristique unique de la conception aérodynamique du système Eciwind concerne sa capacité à produire de l’électricité dans des conditions de vents très faibles, à partir de seulement 2 m/s. Cela s’avère essentiel, étant donné que ces vitesses de vent plus faibles sont fréquentes dans de nombreuses régions. L’efficacité aérodynamique et mécanique est rendue possible grâce au système de contrôle de pas, qui modifie la position des pales en les faisant tourner autour de leur axe, s’adaptant à chaque rotation du moteur et à toute une gamme de vitesses du vent. Aligner les pales de cette manière permet au générateur de maximiser la production d’électricité depuis le début de la rotation jusqu’à leur arrêt. Le système protège les pales contre la survitesse lors de vents très forts. Il réduit par exemple l’angle des pales lorsque la puissance dépasse 10 kW. Les pales elles-mêmes profitent de la mécanique des fluides numérique qui, en conjonction avec leur profil aérodynamique spécialement conçu, leur permet de faire face à des charges imprévues, comme c’est le cas lors de tempêtes. Ainsi, pendant que le système génère un couple considérable, l’air circule librement sur les pales, produisant deux fois moins de bruit que les systèmes concurrents. Même à 52 m/s, la vitesse maximale, les pales ne font pas plus de bruit. Eciwind présente un système électronique de suivi et de contrôle qui affiche constamment divers paramètres des éoliennes et auquel il est possible d’accéder à distance pour y apporter des modifications. Afin de garantir la sécurité, Eciwind comprend des systèmes de protection, tels qu’un frein mécanique actif, une «position d’alerte» pour arrêter les pales dans les pires conditions et un frein électromagnétique. Comme l’explique M. Juan Antonio Vila, coordinateur du projet, «ce qui rend cette technologie unique réside dans le fait que nous utilisions des procédures très semblables à celles des grandes éoliennes, mais qui ont été adaptées pour qu’elles soient moins coûteuses». Faire partie d’une solution plus large en faveur de l’énergie durable Selon les prévisions, le prototype devait atteindre 10 kW à 11 m/s, mais lorsqu’ils l’ont installé, il a atteint 10 kW à 9 m/s et 18 kW à 11 m/s, ce qui représente une augmentation de 80 % par rapport aux attentes initiales. L’élimination de certaines parties coûteuses des technologies actuelles, comme la boîte de vitesse, et l’optimisation du rapport coût-performances du reste des composants ont réduit les coûts d’entretien et les coûts d’installation pour les utilisateurs finaux. «Les obstacles à surmonter pour l’adoption de cette solution ne sont pas vraiment d’ordre technologique ou logistique, mais concernent plutôt le manque de communication sur l’existence de cette technologie», explique M. Vila. «Au lieu de faire de la concurrence à l’énergie solaire, puisque nous incorporons des convertisseurs solaires dans Eciwind, l’énergie éolienne peut fonctionner en harmonie parfaite avec l’énergie solaire. En effet, 90 % de nos installations sont une combinaison de ces deux types d’énergie.» La coentreprise entre Enair Energy SL et Lancor commercialise actuellement les modèles de PE de 20 kW et espère, grâce à des investissements adéquats, commercialiser les versions de 60 kW dans les années à venir.

Mots‑clés

Eciwind, petites éoliennes, énergie, durabilité, environnement, coefficient de performance, électricité, aérodynamique, pales, dynamique des fluides, énergies renouvelables

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