Les éoliennes verticales sont une source majeure d’énergie renouvelable, et à mesure que les gens cherchent à réduire leur empreinte carbone, cette technologie devient de plus en plus populaire. Bien qu’elles aient longtemps été utilisées selon des configurations horizontales traditionnelles, il existe maintenant des options qui offrent des avantages supplémentaires.
La configuration verticale de l’éolienne est connue sous le nom de VAWT (turbine à axe vertical). Ces modèles sont conçus différemment des turbines classiques et présentent des caractéristiques intéressantes qui peuvent être particulièrement bénéfiques dans certains contextes. Nous allons donc examiner de plus près la nature et le fonctionnement des turbines à axes verticaux et discuter de leurs avantages par rapport aux systèmes classiques.
Sommaire
Les différents types d’éoliennes
Il existe actuellement deux grandes catégories d’éoliennes: les modèles horizontaux et les modèles verticaux.
L’éolienne horizontale est le modèle le plus répandu et le plus familier. Les pales en hélice sont accrochées à un axe horizontal, qui entraîne le générateur situé dans le prolongement. Elles font donc face au vent. Ce procédé offre le meilleur rendement, mais s’active dès qu’il y a des vents forts. Elle équipe la majeure partie des foyers français et des parcs éoliens.
L’éolienne verticale est un modèle assez récent. Les pales tournent autour d’une tige verticale. Elles captent ainsi des vents plus faibles et fonctionnent donc de manière plus régulière. L’inconvénient est un rendement plus faible. Elle présente cependant deux autres avantages :
- Le gain de place : elle s’intègre parfaitement en ville grâce à une taille plus petite
- Entretien plus facile grâce à la position de générateur en bas, au pied du mât.
Fonctionnement des éoliennes verticales
Même si les éoliennes horizontales sont les plus répandues à travers l’Hexagone, les éoliennes verticales n’en demeurent pas moins très intéressantes à de nombreux égards. De par sa conception, l’éolienne verticale n’a pas besoin d’un quelconque axe d’orientation par rapport au sens pris par le vent. Des endroits cernés par les montagnes ou les hauts bâtiments peuvent donc parfaitement en tirer avantage.
Les turbines à axes verticaux sont constituées de pâles qui tournent autour d’un axe vertical plutôt que horizontal. Il existe plusieurs configurations différentes pour ce type d’éolienne, notamment celles appelées «Savonius» et «Darrieus». Les Savonius sont probablement les plus courants et peuvent être trouvés dans diverses applications commerciales et domestiques. Ils sont constitués de deux ou trois pâles soudées ensemble et montées sur un axe vertical.
Les turbines à axe vertical sont sensibles aux vents légers, ce qui les rend plus efficaces que les turbines horizontales dans certaines conditions météorologiques. La configuration spéciale des pâles permet aux turbines à axe vertical de capturer l’énergie du vent dans un arc de 360 degrés, alors que les turbines horizontales ne captent que les vents qui viennent directement de face. Cela permet aux turbines verticales d’être plus efficaces avec des vents légers, ce qui en fait un excellent choix pour les petites installations résidentielles.
Comment installer des éoliennes verticales ?
Pour choisir son éolienne verticale, il faut prendre en compte différents paramètres :
- La force du vent : vitesse, fréquence et orientation
- La structure et le plan de la maison : autorisent-ils un placement sur le toit ? Sinon, y a-t-il suffisamment de place sur le terrain ?
- La puissance électrique nécessaire pour alimenter le logement
- L’arbitrage entre énergie principale ou secondaire (utilisation ou non en complément d’EDF)
Il est conseillé d’installer les pales en hauteur (sur le toit, au sommet d’un mât) car le vent y est plus fort. Plus l’espace est dégagé autour, plus l’éolienne captera de vent. Il est donc important de bien réfléchir à l’emplacement et d’éviter autant que possible la présence d’obstacles (arbres, bâtiments, haies, etc.).
Une éolienne de moins de 12 mètres (hauteur du mât entre le sol et la nacelle) peut être installée sans autorisation ni permis de construire. Cependant, les règles d’urbanisme en vigueur localement doivent être respectées : distances par rapport aux bâtiments voisins, hauteur, aspect esthétique, etc.
Une éolienne de plus de 12 mètres de haut nécessite l’obtention d’un permis de construire. Il est donc important de se renseigner auprès de la mairie.
Avantages des éoliennes verticales
Il y a beaucoup d’avantages à choisir une turbine éolienne à axe vertical pour votre installation:
- Moins coûteuse: Une turbine à axe vertical est moins chère que la plupart des turbines horizontales. Elles sont moins compliquées à construire et requièrent moins de matériaux, ce qui signifie qu’elles sont souvent plus abordables à l’achat.
- Plus facile à installer: Les turbines à axe vertical sont souvent plus faciles à installer et nécessitent moins d’espace que les turbines horizontales. De plus, elles ne nécessitent pas l’utilisation d’un mât haut pour monter les pâles.
- Meilleure performance: Les turbines à axe vertical ont tendance à être plus performantes que les turbines horizontales. Elles sont mieux adaptées aux vents faibles et peuvent tirer parti d’une plus grande surface de vent. Le fait qu’elles soient moins sioux signifie également qu’elles sont généralement plus silencieuses.
Inconvénients des éoliennes verticales
Malgré leurs nombreux avantages, les turbines à axe vertical ne sont pas sans inconvénients.
L’une des raisons à cela est sans doute le coût d’installation de l’équipement, qui peut varier entre 10 000 et 100 000 euros, en fonction de la puissance déployée. On estime généralement qu’une installation de 5000 W (watts) coûte environ 30 000 euros.
En voici quelques autres:
- Rendement inférieur: Les turbines à axe vertical sont généralement moins efficaces que les turbines horizontales. Elles peuvent produire moins d’énergie par unité de surface que les turbines horizontales, ce qui signifie que vous avez besoin d’une plus grande surface pour produire autant d’énergie.
- Espace requis: Les turbines à axe vertical nécessitent plus d’espace que les turbines horizontales. Elles doivent être placées à une certaine distance les unes des autres, ce qui nécessite un terrain relativement grand pour les installer.
- Coûts d’entretien: Les turbines à axe vertical peuvent nécessiter plus de maintenance et de nettoyage que les turbines horizontales. Les pâles doivent être inspectées et nettoyées régulièrement pour assurer une production maximale d’énergie.
Conclusion
Les turbines à axe vertical sont une option intéressante pour les installations éoliennes domestiques ou commerciales. Avec des avantages tels qu’une installation plus facile et moins coûteuse, ainsi qu’une meilleure performance dans des conditions de vent faible, les turbines à axe vertical offrent un puissant moyen de convertir l’énergie du vent en électricité. Bien qu’ils présentent également certains inconvénients, comme une efficacité inférieure et un espace plus important, ils sont toujours une option intéressante à envisager. Pour les personnes qui cherchent un moyen innovant et durable de produire de l’énergie, les turbines à axe vertical sont une bonne solution.