Un peu de théorie

Avant de commencer la fabrication, il faut se poser quelques questions : Quels sont mes besoins énergétiques ? Quelles doivent être les dimensions de mes pales ? Quel sera le réel rendement de mon éolienne ?

• Besoins énergétiques :

Voici un tableau présentant la puissance en Watts d’objets domestiques que l’on utilise tous les jours (le temps d’utilisation, la puissance de certains objets comme les lampes et le nombre de ces objets sont variables) :

On peut facilement déduire de ce tableau une puissance totale requise (ici 15370W) en fonction du temps d'utilisation de chacun des objets, mais aussi en fonction d’une journée de 24H (ce qui nous donne ici un total de 73200W).

• Calcul de la puissance (en Watts) nécessaire à l’éolienne pour combler ces besoins :
  

Quelques petites précisions concernant la réserve énergétique en jours :
Elle correspond au nombre de jours de la semaine où l’éolienne est soumise à des vents. Par exemple, si la vitesse de vent moyenne estimée est atteinte 1 jour sur 2, la réserve énergétique Z vaudra 2 jours.

Dans notre cas, pour combler les besoins, en considérant que notre éolienne est exposée 5H par jour au vent (soit t=5h), que nous avons un besoin de 73200W et que les vents atteignent la vitesse moyenne (on considère que cette vitesse vaut 35 Km/h) que nous attendons 1 jour sur 2, on obtient une puissance requise de 29280W ( il faut souligner que cette puissance est donnée à titre d’exemple, car une éolienne artisanale dépasse rarement les 1KW ).

• Diamètre de mes pales :

Voici un tableau très bien réalisé qui répond à cette question :

Si on conserve les données de l'exemple précédent, nos pales devraient mesurer plus de 12m pour des vents de 35 Km/h (vitesse de vents qui est d'ailleurs très rare), ce qui est improbable pour une éolienne autoconstruite.

• A quelle hauteur dois-je placer mon éolienne ?

Plus votre mât sera haut, meilleur sera la puissance des vents ainsi que la régularité (car les turbulences sont moindres). Ce tableau peut vous aider à mieux comprendre :

A droite sont représentées les puissances et à gauche les hauteurs de mâts. En règle générale, on place une éolienne artisanale à une hauteur de 10m.

• Et au final, quelle est la puissance réelle de mon engin ?

D’après la limite de Betz, une éolienne ne pourra jamais convertir en énergie mécanique plus de 59% de l’énergie cinétique contenue dans le vent. En vérité, pour une éolienne artisanale, le rendement optimal varie de 25% à 40% de la puissance maximale (qui est, si on conserve l’exemple du début, de 29280W). Dans notre cas, notre éolienne ne devrait produire qu’environ 9369W.