L’éolien Domestique

L’EOLIEN DOMESTIQUE

Après la polémique du grenelle 2 nous avons décidé de faire un zoom sur l’éolien domestique.

Une éolienne est une machine qui transforme de l’énergie cinétique (celle du vent) en énergie électrique.

L’énergie cinétique étant l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement réel. Dans ce cas le mouvement donné aux palles par le vent. L’énergie cinétique d’un corps est égale au travail (au sens physique) nécessaire pour faire passer le dit corps du repos à son mouvement de rotation.

Elle s’exprime en joule et dépend à la fois de la masse du corps en mouvement et de sa vitesse.

On a E=1/2 mv² (on voit donc que la masse a une importance dans cette production).

Cette énergie cinétique sera transformée en énergie électrique par une génératrice (par simplification cela fonctionne comme la dynamo d’un vélo).

Le rotor est entraîné par les pales dans un mouvement de rotation. Cette rotation est augmentée par le multiplicateur pour alimenter de manière correcte la génératrice.

L’électricité produite ainsi est un courant continu. Elle est alors transformée en courant alternatif par un onduleur, et peut être redirigée vers le réseau pour la revente, utilisée directement ou stockée dans des batteries.

Comment mettons cela en œuvre ? Le schéma ci-dessous le décrit.

1. PALLES
2. ROTOR
3. FREIN
4. MULTIPLICATEUR
5. GESTION ELECTRONIQUE
6. GENERATICE
7. NACELLE
8. SYSTEME DE ROTATION ET D’ORIENTATION
   
9. MAT
10. RACCORDEMENT VERS ONDULEUR, BATTERIES, RESEAU
    
11. FONDATIONS
    

 

 

Une éolienne de haute qualité possède un taux de disponibilité de plus de 98 pour cent, ce qui signifie que les éoliennes sont opérationnelles en moyenne sur 99 pour cent des heures de l’année.

Ce facteur de disponibilité se situe bien au-delà des autres moyens de production d’électricité. A condition que la zone géographique dispose annuellement de la ressource vent de  manière quasi continue.

La force, la fréquence et la régularité des vents sont des facteurs essentiels pour que l’exploitation de la ressource éolienne soit intéressante, et cela quelque soit la taille de l’éolienne. À moins de 20 km / h de moyenne annuelle (soit 5 ,5 m / sec), l’installation

d’une éolienne domestique est déconseillée.

La localisation géographique et topographique est importante.

 

Si des zones peuvent être présentées il ne s’agit que de moyenne et ceci ne garantie en rien que le site dont vous disposez soit dans cette moyenne, il peut être plus moins alimenté. D’autre part la topographique précise du site est importante. Vous pouvez être abrité par un relief, par exemple. L’étude de la présence des vents du site est la seule garantie fiable de la capacité de production à terme. Ces précautions sont absolument nécessaires car, du fait du relief, les situations peuvent varier de façon importante sur de faibles distances surtout en zone vallonnée.

La production d’une éolienne dépend de la vitesse du vent, mais aussi du rendement du rotor et de la surface balayée par les pales. Par exemple si on augmente leur longueur de 40 %, la puissance disponible double. Elle dépend aussi de la qualité de la génératrice, de l’éloignement de l’installation….

Par contre la gestion (orientation, vitesse…) est automatique. Elle est  freinée grâce à un système de régulation électronique qui lui permet de rester à la puissance maximale tout en limitant les efforts sur la structure. Au delà d’un certain seuil, la régulation ne suffit plus. La machine est alors stoppée afin de lui éviter de subir des charges trop importantes. Le fonctionnement (arrêt, marche, diagnostic de panne …) est géré par un système de supervision (contrôle à distance). Les éoliennes demandent donc peu d’interventions locales.

Un moteur électrique commandé par une girouette permet d’orienter l’éolienne face au vent.

La puissance des éoliennes domestiques varie entre 0,1 et 20 kW. Le mât mesure entre 10 et 35 m.  Les éoliennes les plus fréquentes sont à axe horizontal, mais il en existe aussi à axe vertical. En théorie elles fonctionnent avec des vitesses de vent plus importantes et dans des zones de vent irrégulier.

Pour des besoins domestiques (hors chauffage), une éolienne de 3 à 5 kW est suffisante. Si l’on n’est pas raccordé au réseau une production d’appoint est nécessaire pour éviter en période d’accalmie, une fois les batteries déchargées, d’être privé d’électricité. (Installation photovoltaïque ou à défaut un groupe électrogène diesel).

A savoir : La durée de vie d’une éolienne est d’environ vingt ans.

Les éoliennes actuelles nécessitent une vérification de maintenance tous les six mois. Plus l’installation est petite, plus le prix du kWh produit est cher, du fait des frais d’études préalables et des coûts des travaux non proportionnels à la puissance de l’installation. Les très petites éolienne pour les particuliers (gamme de 1 à 10 KWh) sont proposées par des fournisseurs qui, faute d’un marché significatif, ne peuvent apporter les garanties et les performances (certifications) des grandes éoliennes, générant encore de ce fait des problèmes de service après-vente et de garanties de fonctionnement.

Du côté administratif:

Vous devez vous situer dans une zone de développement éolien (ZDE) pour bénéficier de l’obligation d’achat d’électricité par EDF. La plupart des installations d’éoliennes individuelles se font sur batteries ou à des tarifs de vente au réseau peu avantageux.

Des autorisations sont nécessaires ou utiles pour implanter une éolienne:

• auprès de la mairie de votre commune, une demande de permis de construire, si le mât de votre éolienne dépasse douze mètres de haut. Sinon  une déclaration de travaux suffit.

Pour une production de l’éolienne destinée à l’autoconsommation, c’est le maire qui délivre le permis de construire. Si elle est destinée à la vente, c’est le préfet.

• auprès de vos voisins, car une petite éolienne a un impact visuel et peut générer une nuisance sonore.

Il faut également veiller aux distances séparant les habitations de l’éolienne. Ceci est en fonction du modèle que vous avez sélectionné, la distance pouvant s’étaler de quelques dizaines à plusieurs centaines de mètres.

Votre dossier doit aussi parfois être mis entre les mains de la Direction de l’aviation civile. Enfin, en fonction de votre situation géographique, certaines dispositions légales peuvent vous interdire la pose d’une éolienne (site classé ou historique…).

Le prix d’une éolienne domestique,

installation comprise, varie en fonction de sa puissance, de sa taille, de son diamètre, des possibilités du terrain (vitesse du vent) et des travaux d’ancrage. Il peut aller de 10.000 à 90.000 euros pour une machine de qualité.

La seule aide financière à laquelle les particuliers peuvent prétendre est un crédit d’impôt de 50% à valoir sur l’achat de leur matériel (à condition que l’éolienne soit destinée à une résidence principale).

Cette énergie n’est pas aussi simple à mettre en œuvre qu’il y paraît

et plus compliquée que les autres énergies renouvelables. Les professionnels compétents sont beaucoup plus rares que les commerciaux convaincants. La réalisation des travaux doit impérativement respecter les règles de l’art et en particulier les règles de sécurité (fondations, haubanage, etc.). Cette installation requiert une implication personnelle et une attention encore plus pointue que les autres énergies renouvelables. Il ne faut pas attendre à l’heure actuelle un retour sur investissement avant douze ans si le projet est bien pensé sinon il n’y aura pas de retour sur investissement. Voir actu mars

A notre connaissance les petites éoliennes sont aujourd’hui principalement importées de Chine pour des raisons purement économiques. En terme d’énergie grise ce n’est pas terrible, et peut aussi poser d’autres problèmes moraux sur d’autres plans, mais aussi des problèmes de qualité et de service après vente.

Ceci n’est pas du tout une charge contre le petit éolien mais une incitation à une prudence extrême et une étude pointue de votre projet : retour sur investissement rentabilité, qualité, après vente…