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Énergie éolienne terrestreArticle de référence | Réf : BE8584 v1
Auteur(s) : Hervé NIFENECKER
Date de publication : 10 juil. 2014
Relu et validé le 30 nov. 2018
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On considère une masse d'air animée d'une vitesse V. Un volume d'air de longueur L parallèle à la direction du vent et de surface S est caractérisé par :
une quantité de mouvement SLρV ;
une énergie cinétique 1/2SLρV 2 avec ρ masse volumique de l'air.
Pour calculer la puissance passant par une surface S perpendiculaire à la direction du vent il suffit de poser L = V. Et donc la puissance du vent passant par la surface S s'écrit :
1.1 Puissance maximale récupérable. Loi de Betz
On peut schématiser une éolienne comme un dispositif de surface S perpendiculaire à la direction du vent transformant une partie de l'énergie du vent en mouvement perpendiculaire à la direction du vent. La puissance enlevée au vent implique un ralentissement de l'air de la vitesse initiale V 1 à une vitesse finale V 2 . Remarquons que, pour assurer la conservation du flux de masse et dans la mesure où la masse spécifique de l'air varie peu, il est nécessaire que la colonne d'air se dilate latéralement en traversant l'éolienne. Cette dilatation commence d'ailleurs au vent de l'éolienne. La figure 1 montre comment la colonne d'air est déformée par la présence de l'éolienne.
Par le passage à travers l'éolienne, la colonne d'air perd donc une énergie
.
En supposant qu'au niveau du rotor de surface S, la vitesse de la colonne soit (V 1 + V 2)/2, la puissance maximale rendue disponible pour l'éolienne vaut donc :
P disp est maximal pour :
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RESSOURCES ÉNERGÉTIQUES ET STOCKAGE
(1) - BETZ (A.) - Das maximum der theoretisch möglichen ausnutzung des windes durch windmotoren. - 20 sept. 1920.
(2) - CUNTY (G.) - Éoliennes et aérogénérateurs. - Edisud (2001).
(3) - MANWELL (J.F.), McGOWAN (J.G.), ROGERS (A.L.) - Wind energy explained : theory, design and application. -
(4) - LANDAU (L.), LIFCHITZ (E.) - Mécaniue des fluides. - MIR (1971).
(5) - European wind atlas. - (c) Risø National Laboratory, Denmark (1989).
(6) - * - http://www.en.wikipedia.org/wiki/Weibull_distribution
...
https://en.wikipedia.org/wiki/Wind_power
http://www.windeis.anl.gov/index.cfm
https://www.sauvonsleclimat.org/fr/
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Delft University Wind energy research institute DUWind (États-Unis)
Texas Tech University's National Wind Institute NW (États-Unis)
National Wind Technology Center (États-Unis)
Risø DTU National Laboratory for Sustainable Energy (Danemark)
Fraunhofer Institute for Wind Energy and Energy System Technology (Allemagne)
CENER (Espagne)
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