Introduction aux principes de base et aux composants d'un système de production d'énergie éolienne domestique

Introduction aux principes de base et aux composants d'un système de production d'énergie éolienne domestique

L'objectif principal d'un système de production d'énergie éolienne domestique est de capter l'énergie éolienne gratuite et de la convertir de manière fiable en électricité pour les besoins quotidiens d'un foyer. Ce processus peut être visualisé comme un enchaînement ingénieux de quatre étapes : la captation du vent, la production d'électricité, le stockage de l'énergie et la consommation d'électricité. Son principe de base repose sur trois conversions d'énergie clés.

L'élément principal du système est l'unité de captage et de production d'électricité, composée principalement d'une éolienne et d'un mât. Une éolienne se compose généralement de trois éléments clés : un rotor (pales), un générateur et une nacelle abritant le générateur. Lorsque le vent souffle et que les pales tournent, l'énergie éolienne est convertie en énergie mécanique. Les pales sont reliées à l'arbre principal du générateur, entraînant la rotation du rotor à grande vitesse dans un champ magnétique. Selon le principe de l'induction électromagnétique, l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique. Le rôle de la tour est de surélever l'éolienne, car, généralement, plus elle est haute, plus le vent est fort et stable, et plus l'énergie éolienne captée est importante.

L'électricité produite par l'éolienne est de l'« électricité générée » et ne peut être utilisée directement par les appareils ménagers. Un système de traitement et de contrôle de l'énergie est donc nécessaire pour son « affinage » et sa « gestion intelligente ». Ce système est composé d'un contrôleur et d'un onduleur. Le contrôleur agit comme un « gestionnaire intelligent », en gérant d'abord 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 une première régulation du courant instable. Ensuite, l'onduleur convertit le courant continu (CC) traité par le contrôleur en courant alternatif (CA) de 220 V, identique à celui d'une prise domestique standard, permettant ainsi à tous les appareils de la maison, tels que les téléviseurs, les réfrigérateurs et les lampes, de fonctionner correctement.

En raison des fluctuations de la vitesse du vent, le système est équipé d'un dispositif de stockage d'énergie – une batterie – afin de garantir l'alimentation électrique lors des périodes de faible vent ou de forte demande. Ce dispositif fonctionne comme un important réservoir d'énergie. Lorsque le vent est fort et que la production d'électricité dépasse les besoins immédiats du foyer, le surplus est automatiquement stocké dans la batterie. Lorsque le vent faiblit ou que l'électricité est nécessaire la nuit, l'énergie stockée est libérée et distribuée au foyer via l'onduleur. Ceci assure une alimentation électrique continue. Ces quatre composants – l'éolienne (y compris la tour), le contrôleur, l'onduleur et la batterie – sont reliés par des câbles, formant ainsi un système d'énergie propre domestique autonome et indépendant.