Quel est le processus de production d'électricité éolienne

Le processus de production d'énergie éolienne comprend principalement les étapes suivantes

Les principes de base de l'énergie éolienne

L'énergie éolienne est convertie en énergie mécanique

La production d'énergie éolienne utilise l'énergie cinétique du vent pour faire tourner les pales d'une éolienne. Lorsque le vent souffle à travers les pales d'une éolienne, la forme et l'angle spécifiques des pales convertissent l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique de rotation des pales.

Par exemple, l'éolienne à trois pales couramment utilisée, dont la conception des pales est similaire à celle d'une aile d'avion, génère une portance et une traînée lorsque le vent passe à travers les pales, en raison des vitesses d'écoulement d'air différentes sur les surfaces supérieure et inférieure des pales, ce qui pousse les pales à tourner.

L'énergie mécanique est convertie en énergie électrique

La rotation des pales est transmise au générateur via un arbre fixé au moyeu. Un rotor à l'intérieur du générateur coupe les lignes de force magnétique dans un champ magnétique tournant, créant une force électromotrice induite qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique.

Par exemple, dans un générateur synchrone, le rotor est généralement composé d'un aimant permanent ou d'un bobinage d'excitation qui crée une force électromotrice alternative dans le bobinage du stator lorsque le rotor tourne. Grâce au transformateur, la tension de sortie du générateur est élevée au niveau de tension approprié pour la transmission sur le réseau, puis l'énergie électrique est transmise au réseau.

Composition du système éolien

Ensemble éolienne

Incluant la roue éolienne (pales, moyeu et système de propulseurs variables), l'arbre, la boîte de vitesse (certains éoliennes à entraînement direct n'ont pas de boîte de vitesse), le générateur, le système de orientation, le système de freinage et le système de contrôle.

L'éolienne est un composant clé pour capturer l'énergie éolienne, et la forme et la longueur des pales déterminent l'efficacité de capture de l'énergie éolienne. La boîte de vitesse sert à convertir la faible vitesse de l'éolienne en la vitesse élevée requise par le générateur. Le système de orientation permet à l'éolienne de rester alignée avec la direction du vent en tout temps pour maximiser la capture de l'énergie éolienne. Le système de freinage sert à arrêter le fonctionnement de l'éolienne en cas d'urgence. Le système de contrôle est responsable de la surveillance et du contrôle des différents composants de l'éolienne pour assurer son fonctionnement sûr et stable.

Mât

Il est utilisé pour soutenir les éoliennes afin qu'elles puissent capturer plus d'énergie éolienne à des hauteurs suffisantes. La hauteur de la tour est généralement déterminée en fonction des ressources éoliennes locales et des conditions topographiques.

Par exemple, dans des zones planes et ouvertes, les tours peuvent être relativement hautes pour des vitesses de vent plus fortes ; dans des zones montagneuses ou à relief complexe, la hauteur de la tour peut être limitée.

Système de transport et de distribution d'électricité

Incluant les transformateurs, les équipements de commutation, les câbles, etc., utilisés pour augmenter la tension de l'électricité émise par l'éolienne et la livrer au réseau.

Les transformateurs élèvent la tension de sortie plus faible du générateur à un niveau de tension adapté à la transmission sur le réseau, les équipements de commutation sont utilisés pour contrôler le transport et la distribution de l'énergie électrique, et les câbles sont responsables du transfert de l'énergie électrique de l'éolienne au transformateur et au réseau.

Une façon d'utiliser l'énergie éolienne comme source d'énergie renouvelable

Intégration au réseau

L'utilisation la plus courante de l'énergie éolienne est son intégration au réseau pour fournir une énergie propre et renouvelable au système électrique. Lorsque l'énergie électrique émise par l'éolienne est élevée par le système de transport et de transformation, elle est envoyée aux clients via le réseau.

Le réseau électrique peut intégrer et déployer les ressources de production d'électricité de différentes régions et de différents types pour répondre à la demande des utilisateurs. En tant que source d'énergie instable, l'énergie éolienne doit être combinée avec d'autres méthodes de production d'électricité stables (comme la production thermique, hydroélectrique, etc.) pour assurer le fonctionnement stable du réseau.

Par exemple, dans des zones riches en ressources éoliennes, de grandes fermes éoliennes peuvent être construites pour intégrer l'énergie éolienne au réseau et fournir de l'électricité à la région environnante et même au pays entier.

Génération distribuée

En plus d'être intégrée aux grands réseaux électriques, l'énergie éolienne peut également être utilisée dans des systèmes de génération distribuée. La génération éolienne distribuée est généralement installée près des utilisateurs, tels que les usines, les écoles, les communautés, etc., pour fournir aux utilisateurs une alimentation électrique indépendante ou comme source d'alimentation de secours.

Le système de génération éolienne distribuée peut réduire les pertes d'électricité lors du transport et améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'énergie. En même temps, il peut améliorer la fiabilité et la stabilité du système électrique et réduire la dépendance à un réseau centralisé.

Par exemple, certaines zones reculées ou îles peuvent installer de petites éoliennes pour fournir de l'électricité aux résidents locaux et résoudre le problème d'absence ou de manque d'électricité.

Intégration de la technologie de stockage d'énergie

En raison de l'instabilité de la production d'énergie éolienne, pour mieux utiliser les ressources éoliennes, la production d'énergie éolienne peut être combinée avec la technologie de stockage d'énergie. Le système de stockage d'énergie peut stocker l'énergie électrique excédentaire lorsque la production éolienne est élevée, et libérer l'énergie électrique lorsque la production éolienne est faible ou inexistante pour répondre aux besoins en électricité des utilisateurs.

Les technologies de stockage d'énergie courantes comprennent le stockage d'énergie par batterie, le stockage par pompage, le stockage d'énergie par air comprimé, etc. Par exemple, les systèmes de stockage d'énergie par batterie peuvent répondre rapidement aux variations de la production éolienne, en stockant et en libérant l'énergie électrique ; les centrales de pompage peuvent utiliser l'électricité excédentaire de l'énergie éolienne pour pomper l'eau en hauteur et la stocker, la libérant pour produire de l'électricité lorsque nécessaire.

Système complémentaire multi-énergie

L'énergie éolienne peut être combinée avec d'autres sources d'énergie renouvelable (telles que l'énergie solaire, l'hydroélectricité, etc.) et des sources d'énergie traditionnelles (telles que la production d'électricité au gaz naturel, etc.) pour former un système complémentaire multi-énergie afin d'atteindre une utilisation efficace de l'énergie et une alimentation stable.

Le système complémentaire multi-énergie peut pleinement exploiter les avantages de diverses sources d'énergie et compenser les insuffisances des sources d'énergie individuelles. Par exemple, la production d'énergie solaire et éolienne présente une certaine complémentarité temporelle, l'énergie solaire étant abondante pendant la journée, tandis que le vent peut être plus fort la nuit, et une alimentation électrique stable 24h/24 peut être réalisée grâce à une configuration et une planification appropriées. En même temps, les sources d'énergie traditionnelles peuvent être utilisées comme sources d'alimentation de secours pour fournir un soutien en électricité lorsque les sources d'énergie renouvelable sont insuffisantes.