18.2 : Énergie éolienne

L'énergie éolienne provient du mouvement de l'air. Il est alimenté par l'énergie solaire (les différences de température de l'air provoquent des courants d'air). Le vent fait tourner une turbine qui alimente un générateur (figure\(\PageIndex{a}\)). Les pales de rotor d'une éolienne fonctionnent comme une aile d'avion ou une pale de rotor d'hélicoptère. Lorsque le vent traverse la pale, la pression d'air sur un côté de la pale diminue, ce qui fait tourner le rotor. Le rotor se connecte au générateur, soit directement, soit par l'intermédiaire d'une série d'engrenages qui accélèrent la rotation et permettent d'obtenir un générateur physiquement plus petit. Comme pour la production d'électricité à partir du charbon, du gaz naturel ou de l'énergie nucléaire, le mouvement de rotation fait tourner des aimants dans des bobines de fil pour produire de l'électricité. Selon l'American Wind Energy Association, 39 % de toutes les nouvelles capacités de production d'électricité aux États-Unis en 2019 étaient dues au vent.

Figure\(\PageIndex{a}\) : (1) Lorsque le vent souffle sur les pales d'une éolienne, les pales se soulèvent et tournent. (2) Les pales rotatives font tourner un arbre qui est relié à un générateur. (3) Le générateur produit de l'électricité lorsqu'il tourne. Image et légende (modifiées) provenant de l'EPA (domaine public).

Elément interactif

Cliquez ici pour voir une animation interactive illustrant le fonctionnement des éoliennes.

Les avantages de l'énergie éolienne

L'énergie éolienne est l'une des sources d'énergie renouvelable les moins coûteuses, et son expansion crée des emplois (figure\(\PageIndex{b}\)). Comme de nombreuses sources d'énergie renouvelables, les éoliennes ne rejettent pas de polluants atmosphériques et ne contribuent pas au changement climatique, et elles n'ont pas besoin d'eau pour se refroidir. Comme l'empreinte physique d'une éolienne est faible par rapport à la quantité d'électricité qu'elle produit, de nombreux parcs éoliens sont situés sur des terres cultivées et des pâturages. Ils contribuent à la durabilité économique en fournissant des revenus supplémentaires aux agriculteurs et aux éleveurs, leur permettant de poursuivre leurs activités et d'empêcher que leur propriété ne soit mise en valeur à d'autres fins. Par exemple, l'énergie peut être produite en installant des éoliennes dans les Appalaches aux États-Unis au lieu de procéder à l'enlèvement du sommet des montagnes pour l'extraction du charbon. Les éoliennes offshore installées sur des lacs ou dans l'océan peuvent avoir des impacts environnementaux moins importants que les éoliennes terrestres, et les vents sont jusqu'à 50 % plus forts et plus stables en mer que sur terre (figure\(\PageIndex{c}\)).

Figure\(\PageIndex{b}\) : L'île danoise de Samsø a été la première région du pays à passer à une énergie 100 % renouvelable, en s'appuyant sur l'éolien offshore, l'éolien terrestre, la paille (un biocarburant) et l'énergie solaire. Le texte de l'image est « Samsø : l'île autonome sur le plan énergétique ». La première île à devenir complètement autonome sur le plan énergétique en 10 ans. Samsø : Informations sur l'île — Superficie : 114 km ², population : 4 000 habitants, investissement : 368 millions de couronnes danoises. 11 éoliennes terrestres — 1 turbine produit suffisamment d'électricité pour alimenter 630 maisons. Les turbines transmettent de l'électricité vers le continent lorsque l'île produit plus d'électricité que ce que l'île peut consommer. Éoliennes offshore : 10 éoliennes offshore de 103 m de haut construites en 2003 produisent plus d'énergie que l'île n'en utilise pour le transport. 11 éoliennes terrestres de 1 MW génèrent 28 000 MWh. Cela représente plus d'électricité que la consommation totale de l'île et l'équivalent de 690 000 gallons de pétrole. Trois centrales à la paille : Traneberg, chauffe 263 foyers, Ballen/Brundy, 232 foyers, Onsbjerg, 76 foyers. Centrale solaire- L'une des installations de chauffage reçoit de la chaleur à partir de 2500 m ² de panneaux solaires. Ceci est combiné à une chaudière à copeaux de bois de 900 KW. Excédent d'énergie - L'excédent d'électricité produit par les parcs éoliens offshore est investi dans de nouveaux projets énergétiques. Images de GDS Infographics (CC-BY) et de la National Geospatial-Intelligence Agency (domaine public).

Figure\(\PageIndex{b}\) : Les éoliennes peuvent se trouver sur terre (sur terre, à gauche) ou dans l'océan (en mer, à droite). Image de gauche par Joshua Winchell/USFWS (domaine public). Image de droite par CGP Grey (CC-BY).

Les inconvénients de l'énergie éolienne

L'énergie éolienne présente certains défis. Les éoliennes ne sont efficaces que dans les régions où les vents sont suffisamment forts pour produire suffisamment d'électricité. Même dans les régions où les vents sont forts, la disponibilité du vent est intermittente. Cela peut être atténué par l'utilisation de batteries pour stocker de l'énergie, mais la capacité des batteries, malgré les avancées technologiques continues, est encore limitée. Certaines personnes éprouvent des préoccupations esthétiques lorsqu'elles les voient dans le paysage, et d'autres n'aiment pas le bruit émis par les pales des éoliennes. Quelques éoliennes ont pris feu et d'autres ont laissé échapper des fluides lubrifiants, bien que cela soit relativement rare. Il a été démontré que les turbines tuent des oiseaux et des chauves-souris, en particulier si elles se trouvent le long de leur trajectoire migratoire, bien que les tours de communication et les chats domestiques constituent des menaces La construction de projets éoliens ou de parcs éoliens a quelques impacts mineurs, tels que la construction de routes de desserte, la production des turbines elles-mêmes et le béton des fondations.

Attribution

Modifié par Melissa Ha à partir des sources suivantes :

• Énergie renouvelable et défis et impacts de l'utilisation de l'énergie issus de la biologie environnementale par Matthew R. Fisher (sous licence CC-BY)
• Le pouvoir du vent. Office de l'efficacité énergétique et des énergies renouvelables. Département américain de l'Énergie. Consulté le 17-01-2021 (domaine public).