Wind-turbine aerodynamicsThe primary application of wind turbines is to generate energy using the wind. Hence, the aerodynamics is a very important aspect of wind turbines. Like most machines, wind turbines come in many different types, all of them based on different energy extraction concepts. Though the details of the aerodynamics depend very much on the topology, some fundamental concepts apply to all turbines. Every topology has a maximum power for a given flow, and some topologies are better than others.
Wind gradientIn common usage, wind gradient, more specifically wind speed gradient or wind velocity gradient, or alternatively shear wind, is the vertical component of the gradient of the mean horizontal wind speed in the lower atmosphere. It is the rate of increase of wind strength with unit increase in height above ground level. In metric units, it is often measured in units of meters per second of speed, per kilometer of height (m/s/km), which reduces to the standard unit of shear rate, inverse seconds (s−1).
ÉolienneUne éolienne est un dispositif qui transforme l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique, dite énergie éolienne, laquelle est ensuite le plus souvent transformée en énergie électrique. Les éoliennes produisant de l'électricité sont appelées « aérogénérateurs », tandis que les éoliennes qui pompent directement de l'eau sont parfois dénommées « éoliennes de pompage » ou « pompes à vent ». Une forme ancienne d'éolienne est le moulin à vent.
Vent dominantright|thumb|400px|Carte mondiale des vents dominants à la surface terrestre. au nord du tropique du Cancer et au sud du tropique du Capricorne. Vents d'est (les alizés) sous les tropiques : dans l'hémisphère nord, dans l'hémisphère sud. vignette|redresse=1.3|Carte météorologique animée de l'Atlantique Nord. L'anticyclone des Açores (A) et la dépression d'Islande régissent les climats de l'Europe. En été, l'anticyclone étire une crête barométrique jusqu'à la Cornouaille, donnant des vents d'ouest.
Cisaillement (météorologie)vignette|upright=1.5|alt=Ciel bleu comportant quelques nuages épars|Nuages de type cirrus avec des signes de vents cisaillants en haute altitude Le cisaillement du vent est une différence de la vitesse ou de la direction du vent entre deux points suffisamment proches dans l'atmosphère. Selon que les deux points de référence sont à des altitudes différentes ou à des coordonnées géographiques différentes, le cisaillement est dit vertical ou horizontal.
Parc éolienthumb|Parc éolien de Neuenkirchen (Allemagne). thumb|Parc éolien de Tauern (Autriche). Une centrale éolienne, parc éolien, ou ferme éolienne, est un site regroupant plusieurs éoliennes produisant de l'électricité. Il se trouve dans un lieu où le vent est fort et/ou régulier. vignette|centre|Parc de Guazhou (Chine).|upright=3 La ferme éolienne de Gansu, province du Gansu, en Chine, est le plus important parc du monde avec de puissance en novembre 2010.
Vertical-axis wind turbineA vertical-axis wind turbine (VAWT) is a type of wind turbine where the main rotor shaft is set transverse to the wind while the main components are located at the base of the turbine. This arrangement allows the generator and gearbox to be located close to the ground, facilitating service and repair. VAWTs do not need to be pointed into the wind, which removes the need for wind-sensing and orientation mechanisms. Major drawbacks for the early designs (Savonius, Darrieus and giromill) included the significant torque ripple during each revolution, and the large bending moments on the blades.
VentLe vent est le mouvement d'une partie du gaz constituant une atmosphère planétaire située à la surface d'une planète. Les vents sont globalement provoqués par un réchauffement inégalement réparti à la surface de la planète provenant du rayonnement stellaire (énergie solaire) et par la rotation de la planète. Sur Terre, ce déplacement est essentiel à l'explication de tous les phénomènes météorologiques. Le vent est mécaniquement décrit par les lois de la dynamique des fluides, comme les courants marins.
Wind speedIn meteorology, wind speed, or wind flow speed, is a fundamental atmospheric quantity caused by air moving from high to low pressure, usually due to changes in temperature. Wind speed is now commonly measured with an anemometer. Wind speed affects weather forecasting, aviation and maritime operations, construction projects, growth and metabolism rate of many plant species, and has countless other implications. Wind direction is usually almost parallel to isobars (and not perpendicular, as one might expect), due to Earth's rotation.
Wind directionWind direction is generally reported by the direction from which the wind originates. For example, a north or northerly wind blows from the north to the south; the exceptions are onshore winds (blowing onto the shore from the water) and offshore winds (blowing off the shore to the water). Wind direction is usually reported in cardinal (or compass) direction, or in degrees. Consequently, a wind blowing from the north has a wind direction referred to as 0° (360°); a wind blowing from the east has a wind direction referred to as 90°, etc.
Point cardinalEn géographie et en astronomie, un point cardinal est un point de l’horizon servant à se diriger, à s’orienter. Sur une boussole ou sur un plan, on trouve généralement quatre points cardinaux : nord, sud, est et ouest. En un lieu donné à la surface de la Terre, le méridien local définit la direction d'une droite qui peut être parcourue selon deux sens différents : l'un en direction du pôle Nord géographique, cette direction définissant le point cardinal nord ; l'autre en direction du pôle Sud géographique, cette seconde direction définissant le point cardinal sud.
Conception de turbine éolienneLa conception de turbines éoliennes est le processus de définition de la forme et des spécifications d'une éolienne afin d'extraire efficacement l'énergie du vent. Une installation d'éolienne intègre les équipements nécessaires pour capturer l'énergie du vent, orienter la turbine dans le vent, transformer la rotation mécanique en énergie électrique et d'autres systèmes pour démarrer, arrêter et contrôler la turbine. Cet article couvre la conception des turbines éoliennes à axe horizontal (HAWT) puisque la majorité des turbines commerciales utilisent cette conception.
Darrieus wind turbineThe Darrieus wind turbine is a type of vertical axis wind turbine (VAWT) used to generate electricity from wind energy. The turbine consists of a number of curved aerofoil blades mounted on a rotating shaft or framework. The curvature of the blades allows the blade to be stressed only in tension at high rotating speeds. There are several closely related wind turbines that use straight blades. This design of the turbine was patented by Georges Jean Marie Darrieus, a French aeronautical engineer; filing for the patent was October 1, 1926.
Énergie éolienneL’énergie éolienne est l'énergie du vent, dont la force motrice (énergie cinétique) est utilisée dans le déplacement de voiliers et autres véhicules ou transformée au moyen d'un dispositif aérogénérateur, comme une éolienne ou un moulin à vent, en une énergie diversement utilisable. L'énergie éolienne est une énergie renouvelable. L'énergie éolienne est une source d'énergie intermittente qui n'est pas produite à la demande, mais selon les conditions météorologiques ; elle nécessite donc des installations de production ou de stockage en remplacement pendant ses périodes d'indisponibilité.
GirouetteUne girouette est un dispositif généralement métallique, la plupart du temps installé sur un toit, constitué d'un élément rotatif monté sur un axe vertical fixe. Sa fonction est de montrer la provenance du vent ainsi que, contrairement à la manche à air, son origine cardinale. Ceci est permis par sa structure asymétrique, généralement matérialisée par une flèche ou un coq, dont la pointe ou la tête, plus courts que les éléments indicateurs (le corps), pointent vers la source du vent portant sur l'élément directeur de l'ouvrage.
Aube (mécanique)L'aube est la partie d'une turbine en forme de cuillère ou de pale sur laquelle s'exerce l'action du fluide moteur. Une turbine comporte plusieurs aubes réparties régulièrement sur son pourtour. À l'inverse, l'aube d'une turbine ou simplement d'une roue peut exercer une action sur un fluide. Cette turbine mue par un moteur est utilisée alors : soit pour l'accélérer, comprimer un fluide, soit pour déplacer le véhicule dont elle fait partie. Site très complet sur les divers types de roues à eau et premières
Vent thermiquevignette|upright=1.5|a) est constant avec le changement de Z dans une atmosphère barotrope sauf au sol () b) augmente avec Z dans une atmosphère barocline () Le vent thermique est un concept pratique en météorologie pour calculer la variation du vent entre deux altitudes quand on connaît la structure thermique de la masse d'air. Dans une couche de l'atmosphère terrestre, limitée par des surfaces isobares inférieures (p0) et supérieure (p1), le vent V soufflant en un point n'est généralement pas le même, ni par sa direction ou vitesse, au sommet et à la base de la couche.
Rotor de SavoniusLe rotor de Savonius est une éolienne à axe vertical inventée par l'ingénieur finlandais Sigurd Savonius en 1924 et brevetée en 1929. Il entre dans la catégorie des machines dites "à traînée différentielle". Le fonctionnement du rotor de Savonius est basé sur un couple aérodynamique induit par la déflexion de l'écoulement sur les pales. Le type Savonius, constitué schématiquement de deux godets demi-cylindriques légèrement désaxés présente un grand nombre d'avantages.
Offshore wind powerOffshore wind power or offshore wind energy is the generation of electricity through wind farms in bodies of water, usually at sea. There are higher wind speeds offshore than on land, so offshore farms generate more electricity per amount of capacity installed. Offshore wind farms are also less controversial than those on land, as they have less impact on people and the landscape. Unlike the typical use of the term "offshore" in the marine industry, offshore wind power includes inshore water areas such as lakes, fjords and sheltered coastal areas as well as deeper-water areas.
Turbine à gazvignette|Une turbine à combustion de General Electric (en ). Un turbomoteur est une machine tournante thermodynamique comportant une turbine, appartenant à la famille des moteurs à combustion interne. Une turbine à gaz, ou plus exactement turbine à combustion (TAC) est une machine tournante thermodynamique appartenant à la famille des moteurs à combustion interne.
