éoliennes Darrieus : ce qu’il faut savoir

Introduction 

Définition et brève histoire de l’éolienne Darrieus

Les éoliennes Darrieus, nommées d’après leur inventeur Georges Darrieus, sont un type d’éolienne verticale utilisée pour produire de l’électricité.

Elles ont été conçues pour la première fois en 1931 en France.

Leur forme élégante et leur fonctionnement silencieux en font une option attrayante pour les particuliers en quête d’énergie renouvelable.

Exemples historiques

  • Au Canada, dans le parc éolien Le Nordais, une éolienne de type Darrieus à rotor parabolique a été opérationnelle de 1983 à 1992. C’était alors la plus grande éolienne de ce modèle dans le monde. Culminant à 110 mètres de hauteur, ce prototype visait à fournir 4 MW d’énergie via un générateur au sol. Malheureusement, il a subi des dommages lors d’un coup de vent. Cette expérience a servi de base au projet Wind’It, qui propose la superposition d’un réseau d’éoliennes au réseau existant de transport et de distribution.
  • En France, à Equihen, une éolienne Darrieus à axe horizontal a été installée. Cette éolienne urbaine se compose de deux rotors mesurant 5 mètres de longueur pour un diamètre maximal de 2,8 mètres.

eolienne darrieus

Les éoliennes et la production d’énergie renouvelable

Les éoliennes domestiques, y compris les Darrieus, jouent un rôle crucial dans la production d’énergie renouvelable.

En 2020, l’éolien terrestre a contribué à hauteur de 23,4% de la production d’électricité renouvelable mondiale. Ceci contribue à réduire les émissions de gaz à effet de serre, améliorant ainsi l’empreinte carbone globale.

Fonctionnement

Principe de fonctionnement : explication détaillée

Les éoliennes Darrieus se distinguent par leur rotor vertical, généralement doté de pales en forme de cylindre, d’hélices ou de structures hélicoïdales. Lorsque le vent souffle, le rotor tourne autour de son axe vertical. Les pales sont conçues pour capturer l’énergie cinétique du vent. En tournant, le rotor convertit cette énergie mécanique en électricité grâce à un générateur.

La conception originale de l’éolienne Darrieus, présente trois pales courbes disposées en forme de triangle autour d’un axe vertical.

Actuellement, ces pales peuvent être réduites à deux et leur courbure est optimisée selon la forme troposkine pour réduire les tensions mécaniques lors de la rotation. Les éoliennes Darrieus sont capables de résister à des vents atteignant jusqu’à 220 km/h.

Suite à l’invention en 1995 de la turbine hélicoïdale par Alexander Gorlov, conçue à l’origine pour l’hydroélectricité mais considérée comme une extension de l’invention de Darrieus, les éoliennes Darrieus ont été améliorées en adoptant une disposition hélicoïdale des pales, inclinées à 60 degrés.

Cela permet de réduire les vibrations du rotor et de diminuer encore le bruit émis par ces éoliennes.

Comprendre la transformation de l’énergie éolienne en électricité

Le générateur des éoliennes Darrieus produit de l’électricité lorsque le rotor tourne.

Une éolienne domestique typique de type Darrieus peut générer entre 1 et 10 kilowatts (kW) d’électricité, ce qui est suffisant pour alimenter des appareils ménagers ou même une maison entière, en fonction de sa taille.

Explication vidéo (5:45)

Types d’éoliennes Darrieus

Différentes configurations de pales (cylindriques, hélicoïdales, etc.)

Les éoliennes Darrieus peuvent se présenter sous différentes formes de pales. Les pales cylindriques sont les plus courantes, mais les configurations hélicoïdales et autres formes innovantes gagnent en popularité.

Chaque configuration a ses avantages et inconvénients en termes de rendement et de coût.

Avantages et inconvénients de chaque type

Les pales cylindriques sont robustes et offrent une bonne puissance de démarrage.

Les hélices ont un meilleur rendement à des vitesses de vent plus faibles.

Les configurations innovantes visent à améliorer à la fois la production d’électricité et l’esthétique.

B0B659QK8D eolienne darrieus
Système de contrôleurÉlectromagnétique
Vitesse du vent de départ1,3 m/s
Vitesse du vent de démarrage2,5 m/s
Vitesse nominale du vent11 m/s
Vitesse maximale du vent≤ 40 m/s
Vitesse maximale du vent instantanée≤ 45 m/s
Nombre de lames2
Diamètre du rotor de lame0,54 m
Réglage de la vitesseAngle de sortie d'air automatique
CouleurBlanche
Tension nominale12 V DC
Puissance nominale400 W
Puissance maximale450 W
Degré de protection du générateurIP65
Température de fonctionnement25 ~ + 45 °C
Protection contre la survitesseFrein électromagnétique
CaractéristiquesFaible vibration, faible vitesse du vent de démarrage
Matériau de la lameFibre de
GénérateurGénérateur Maglev
Durée de vie10 ~ 15 ans
Contenu du paquet1 générateur d'éoliennes verticales, 1 régulateur de charge, 1 bride à anneau, 4 vis

Polyvalence d’utilisation : Ce système convient parfaitement pour une variété d’applications telles que les bateaux, les pavillons, les chalets, les camping-cars, ainsi que pour les moulins à vent écologiques, les compléments énergétiques pour les maisons, les magasins et l’industrie.

Compact et stable : Grâce à sa conception à double couche, ce ventilateur offre un mouvement plus fluide, réduisant ainsi les vibrations et le bruit. Son format compact lui confère la plus faible vitesse de démarrage parmi les systèmes similaires, et une plus grande exposition au vent, lui permettant de générer de l’électricité même à des vitesses de vent plus faibles.

Performances optimales : Doté d’un moteur magnétique permanent triphasé à faible couple et d’un microprocesseur de suivi intelligent haute performance, ce système régule efficacement le courant et la tension, améliorant ainsi l’utilisation de l’énergie éolienne et la production annuelle d’électricité.

Lames de haute qualité : Les lames sont fabriquées en matériau synthétique moulé par injection avec un matériau GRP à haute résistance. Leur conception aérodynamique assure un fonctionnement silencieux, fiable et efficace du rotor. De plus, le moteur à aimant permanent sans noyau offre un démarrage à faible couple/vitesse du vent et une durée de vie accrue.

Installation professionnelle recommandée : Les instructions d’installation ne sont pas incluses. Nous conseillons donc une installation effectuée par un professionnel. Veuillez prendre cela en considération avant de passer commande. Si vous avez des questions, n’hésitez pas à nous contacter.

B09TPG8YVP eolienne darrieus
Vitesse initiale du vent1.3 m/s
Vitesse de coupe du vent2.5 m/s
Vitesse nominale du vent13 m/s
Tension nominale (DC)12 V, 24 V, 48 V
Puissance nominale800 W
Diamètre du rotor0.6 m
Hauteur de la lame0.95 m
Vitesse maximale du vent≤ 40 m/s
Vitesse maximale du vent instantanée≤ 45 m/s
Nombre de lames3
Matériau de la lameFibre de
GénérateurMoteur de suspension magnétique permanent triphasé
Système de contrôleÉlectro-aimant
Hauteur de montage (m)7 ~ 12 m (9 m)
Degré de protection du générateurIP54
Température de fonctionnementVAWT: -25 ~ +45 ℃, Régulateur: -10 ~ +45 ℃, Onduleur: 0 ~ +40 ℃
Humidité dans l'environnement de travailVAWT ≤ 90%, Régulateur ≤ 80%
Hauteur≤ 4500 m
Poids de montage du produit<23 kg
Protection contre la survitesseFrein électromagnétique
Protection contre les surchargesUnité de freinage et de décharge électromagnétique
Contenu de l'emballage3 lames, 1 jeu de générateur, 1 jeu de vis et écrous, 1 arbre principal, 1 contrôleur de charge éolienne MPPT
  1. Conception de lame courbée qui exploite efficacement l’énergie éolienne pour une production électrique accrue. Son design aérodynamique garantit un fonctionnement du rotor fiable et silencieux.
  2. Générateur sans noyau et rotation horizontale, combinés à un profil d’aile d’avion, réduisent le bruit à un niveau négligeable dans un environnement naturel, ce qui optimise l’utilisation de l’énergie éolienne.
  3. Installation simplifiée grâce à l’inclusion de tous les éléments nécessaires. La conception de la bride est pratique et conviviale, facilitant l’installation et la maintenance. Des méthodes d’installation DIY sont possibles avec tous les matériaux fournis, et il peut être intégré avec des panneaux solaires.
  4. Polyvalence d’utilisation : ce système d’alimentation convient parfaitement aux ménages éloignés, aux pylônes, aux stations météorologiques, aux stations de communication de base, aux autoroutes, aux points de vue et autres sites. Il est idéal pour les loisirs et est réputé pour recharger les batteries des bateaux, des pavillons, des chalets ou des caravanes.
  5. Le générateur AC à aimant permanent breveté, avec son stator spécial, réduit efficacement le couple, s’adaptant parfaitement à l’éolienne et au générateur, garantissant ainsi les performances optimales de l’ensemble du système.
B0B5H5GM9D eolienne darrieus
MarqueHuizhitegda
CouleurBlanc
Tension nominale (AC)12V, 24V, 48V, 220V
Puissance nominale (W)6000W
Diamètre du rotor des lames (m)0,52 m
Poids de l'assemblage de produits (kg)<12 kg
Hauteur des lames (m)0,75 m
Vitesse de démarrage du vent (m/s)2 m/s
Vitesse de coupe du vent (m/s)3 m/s
Vitesse nominale du vent (m/s)10 m/s
Vitesse de vent sûre (m/s)≤ 40 m/s
Quantité de lames3
Matériau des lamesAlliage d'aluminium galvanisé
GénérateurMoteur de suspension aimant permanent triphasé
Système de contrôleElectromAbend
Hauteur de montage (m)2-12 m
Note de protection du générateurIP54
Température de l'environnement de travail-25°C ~ +45°C
Humidité dans l'environnement de travail≤ 90%
Altitude≤ 4500 m
Protection contre la survitesseFrein électromagnétique
Protection des surchargesFrein électromagnétique et unité de déchargement
Liste de colisageLames: 3 pièces, Générateur: 1 pièce, Boulons et écrous: 1 jeu, Arbre et bras principaux: 1 pièce, Contrôleur de vent: 1 pièce
  • La conception de la lame incurvée optimise l’utilisation des ressources éoliennes pour une production d’électricité accrue.
  • Le générateur sans noyau, associé à une rotation horizontale et à une conception inspirée des ailes d’avion, réduit le bruit à des niveaux négligeables dans un environnement naturel.
  • Résistance au vent : Grâce à sa rotation horizontale et à sa conception triangulaire à double pivot, cette éolienne ne subit qu’une faible pression même lors de vents forts.
  • Rayon de rotation réduit : Son rayon de rotation plus petit par rapport aux autres types d’éoliennes permet d’économiser de l’espace tout en améliorant son efficacité.
  • Plage de vitesse du vent efficace : Grâce à un principe de contrôle spécial, cette éolienne fonctionne efficacement dans une plage de vent allant de 2,5 à 25 m/s, ce qui maximise l’utilisation des ressources éoliennes pour une production d’énergie accrue.

Avantages des éoliennes Darrieus

Les éoliennes Darrieus sont silencieuses, esthétiques et adaptées aux faibles vitesses du vent.

Cependant, leur rendement global est inférieur à celui des éoliennes horizontales plus grandes.

En comparaison avec les éoliennes horizontales, les Darrieus sont moins encombrantes, plus silencieuses, mais généralement moins puissantes.

Cependant, elles sont plus adaptées à une utilisation domestique.

Coût et retour sur investissement

Budget, rendement et efficacité

Une éolienne Darrieus typique peut avoir un rendement de 30 à 40%. Cela signifie qu’elle convertit 30 à 40% de l’énergie cinétique du vent en électricité.

Comparé à d’autres sources d’énergie renouvelable, telles que le photovoltaïque, les éoliennes Darrieus sont compétitives.

Le prix et le coût d’installation d’une éolienne Darrieus varie en fonction de sa taille. Pour une éolienne domestique de 3000W (3kw), le prix peut varier entre 10 000 et 30 000 euros.

Le temps nécessaire pour récupérer cet investissement dépend de facteurs tels que la vitesse du vent locale, mais il est généralement estimé entre 6 et 15 ans

L’installation de panneaux photovoltaïques, en comparaison peut coûter entre 5 000 et 10 000 euros par kW.

Bien que l’investissement initial puisse être plus élevé, les panneaux solaires offrent souvent un retour sur investissement plus rapide grâce à leur rendement supérieur.

Maintenance et durabilité

Durée de vie.

La durée de vie d’une éolienne Darrieus est d’environ 20 ans, mais un entretien et une maintenance régulière est nécessaire pour garantir une performance optimale.

En moyenne, une éolienne Darrieus peut fonctionner de manière fiable pendant environ 20 ans, ce qui en fait un investissement à long terme pour la production d’énergie domestique.

Conseils pour l’entretien régulier.

Un entretien régulier, comprenant le nettoyage des pales et la vérification du générateur, est essentiel pour garantir une durée de vie maximale et une performance optimale.

Emplacement optimal

Où installer une éolienne Darrieus ?

Pour une installation optimale, il est essentiel de réaliser des études de vent pour déterminer l’emplacement le plus favorable.

De plus, il est crucial de se conformer aux permis et réglementations locales liés à l’installation d’éoliennes.

Recommandations pour le placement idéal.

Les éoliennes Darrieus sont particulièrement adaptées aux zones entourées de bâtiments ou de montagnes, car elles ne nécessitent pas d’orientation spécifique par rapport au vent.

Sources (non exhaustif) :