IV.2. Classification des turbines éoliennes
Depuis le début de la technologie de l'énergie
éolienne, des machines de plusieurs types et formes ont
été créées et développées autour du
monde, certaines de ces machines sont des modèles innovateurs qui ne
sont pas commercialement acceptés. Quoique, il y ait plusieurs
méthodes pour caractériser les turbines éoliennes, elles
sont généralement classées en machines à axe
vertical, en se basant sur leurs axes de rotation [14].
Les moteurs éoliens utilisés pour capter
l'énergie du vent peuvent être classés en deux
catégories distinctes [4] :
a. Les machines à axe horizontal.
b. Les machines à axe vertical.
Dans Les machines à axe horizontal, on peut
distinguer :
§ Les machines à vent classiques.
§ Les éoliennes lentes.
§ Les éoliennes rapides.
Dans les machines à axe vertical, on peut
distinguer :
§ Les machines à traînées
différentielles.
§ Les machines à écran.
§ Les machines à clapets battants.
§ Les machines à pales tournantes.
§ Les machines à variations cycliques d'incidences,
à aubes fixes et aubes mobile.
Le coefficient d'utilisation d'aubage Sc/Sv
est le rapport de l'aire développée par l'ensemble de l'aubage
à l'aire de la veine d'air interceptée, donc motrice. Plus ce
coefficient est petit, plus le capteur est intéressant sur le plan
économique. Le paramètre de vitesse ë=u/v
est le rapport de la vitesse maximale de déplacement de l'aubage
u à la vitesse du vent v, avec
u=ù.R.
De fortes valeurs du paramètre ë (jusqu'à
20) permettent un meilleur rendement et de meilleures possibilités
d'utilisation.
Les capteurs qui n'ont pas besoin d'être
orientés, et sont à axe vertical, sont aussi appelés
panémones (à tout vent).
Les capteurs dynamiques ou rotors sont de
très loin les plus développés ; les capteurs
statiques ne sont que des élaborations
théoriques. Les capteurs dynamiques modifient
l'écoulement de l'air qui les traverse et se trouvent
soumis à sa réaction. Cette réaction peut
être réduite à une force résultante et
à un couple. Cette force peut être
décomposée en :
v Une poussée perpendiculaire au vent relatif ou
portance,
v Une réaction parallèle au vent relatif ou
traînée.
Figure I.
7 : Portance et Traînée sur un profil
d'aile en mouvement.
On définit aussi la circulation d'un profil C
par :
 
(I.13)
Cette circulation peut soit varier périodiquement,
l'écoulement est alors instationnaire soit être
constante, l'écoulement est alors stationnaire.
La force de portance FZ d'une surface
S est donnée par la relation :
 
(I.14)
De même, la force de traînée Fx
est égale à :
 
(I.15)
Avec : FZ: Portance [N],
Fx: Traînée [N],
  : Masse volumique [kg/m3],
V : Vitesse du vent [m/s],
S : Surface apparente de la pale
[m2],
  : Coefficient de traînée [-],
  : Coefficient de portance [-].
La portance ne dégrade pas l'énergie, tandis que
la traînée résulte en partie de cette
dégradation.
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