Calculateur d'Éolienne
Entrez le rayon des pales, la vitesse du vent et le coefficient de puissance pour trouver la surface balayée et la puissance de sortie estimée.
Suppose une densité de l'air standard de 1,225 kg/m³ au niveau de la mer.
Comment la puissance d'une éolienne est calculée
La puissance de sortie se trouve avec P = 0,5 × densité de l'air × surface balayée × vitesse du vent³ × coefficient de puissance. La surface balayée (la zone circulaire que les pales traversent) est π × rayon². La vitesse du vent est élevée au cube car l'énergie cinétique dans l'air en mouvement évolue avec le cube de sa vitesse, faisant de la vitesse du vent de loin le facteur le plus influent.
Le coefficient de puissance (Cp) représente l'efficacité avec laquelle l'éolienne convertit l'énergie éolienne disponible en électricité. Le maximum théorique (la limite de Betz) est d'environ 0,593, mais les éoliennes réelles atteignent généralement 0,35-0,45 après prise en compte des pertes mécaniques et électriques.
Questions fréquentes
Pourquoi la vitesse du vent compte-t-elle tellement plus que les autres facteurs ?
Parce que la puissance évolue avec le cube de la vitesse du vent, doubler la vitesse du vent augmente la puissance disponible d'un facteur 8 (2³). C'est pourquoi l'emplacement d'une éolienne dans des zones constamment venteuses compte bien plus que de petits changements de taille de pale.
Qu'est-ce que la limite de Betz et pourquoi les éoliennes ne peuvent-elles pas l'atteindre ?
La limite de Betz (environ 59,3 %) est la fraction maximale théorique d'énergie éolienne que toute conception d'éolienne peut extraire, basée sur la dynamique des fluides — extraire plus nécessiterait d'arrêter complètement le vent, ce qui n'est pas physiquement possible pour une éolienne ouverte. Les éoliennes réelles perdent de l'énergie supplémentaire à cause du frottement mécanique, de l'inefficacité du générateur et des imperfections de conception des pales.
Cela tient-il compte des vitesses de démarrage et d'arrêt du vent ?
Non — les éoliennes réelles ont une vitesse de vent minimale pour commencer à produire (vitesse de démarrage) et une vitesse de fonctionnement sûre maximale avant l'arrêt de protection (vitesse d'arrêt). Ce calculateur donne la sortie théorique à la vitesse de vent spécifiée, sans tenir compte de ces limites opérationnelles.