Nombre de pales d'une eolienne

[Yvan_Delaserge]

Bonjour
Pourquoi les éoliennes ont-elles trois pales plutôt que deux ou quatre?
Et pourquoi sont-elles longues et effilées plutôt que courtes et larges comme celles d'une hélice de bateau ou d'un ventilateur?
Les éoliennes que l'on voit parfois dans les films type "westerns " ont une hélice rappelant la forme de celle d'un ventilateur d'alimentation d'ordinateur ou d'une entrée de réacteur d'avion.
On ne peut s'empêcher de se dire que ces dernières doivent avoir un rendement bien meilleur car elles interceptent beaucoup mieux le flux d'air que des pales longues,effilées et au nombre de trois seulement.
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[Dynamix]

Salut

Et pourquoi sont-elles longues et effilées plutôt que courtes et larges comme celles d'une hélice de bateau ou d'un ventilateur?

Comme les ailes de planeur : Pour dimi,uer la traînée induite , et donc améliorer le rendement .
https://www.lavionnaire.fr/AerodynTrainee.php

On ne peut s'empêcher de se dire ...

Il vaut mieux s' en empêcher , car c' est faux .
La tripale a grand allongement est celle qui a le meilleur rendement .
https://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16657#c20312+c203 11+c20308+c20317
L' éolienne américaine a l' avantage d' un fort couple et , en contrepartie , une faible vitesse . Idéal pour pomper de l' eau .

[f6bes]

Bonjour
Pourquoi les éoliennes ont-elles trois pales plutôt que deux ou quatre?
.

Bjr à toi,
Pour avoir vu tourner des BI PALLE, on s'aperçoit qu'elles tournent par ..à coups.
Chaque fois que la pale inférieure passe devant le mat support le flux de vent n'agit plus
sur l a pale..d'ou à coups.
Bon WE

[Zozo_MP]

Bonjour

les réponses apportées ne me donne pas entièrement satisfaction.

Voici un exemple récent ou le concepteur donne quelques chiffres et des explications simples mais très explicites.



Regarde aussi les explications ici sur la limite de Betz ( a ne pas confondre avec notre best frend F6Bes qui n'est pas limité lui )

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[Dynamix]

les réponses apportées ne me donne pas entièrement satisfaction.

Vu la débilité de l' article cité , ça ne m' étonne pas .

Aussi incroyable que cela puisse paraître, Christophe Martinez est le premier à avoir pensé à l'éolienne à 6 pales.

Vraiment incroyable

cette éolienne d’un nouveau genre offre une surface de prise au vent plus importante et donc un gain de puissance jusqu’à 60% plus élevée que les modèles traditionnels.

et donc ...
Comme si c' était ça coulait de source .

[Yvan_Delaserge]

Nombre limité de pales : Le nombre de pales d'une éolienne est limité pour des questions de poids et de prix. Le rendement idéal considéré plus haut faisait l'hypothèse d'un nombre très important de pales. Dans la réalité, ce nombre ne sera jamais atteint. Cette limitation est source d'une troisième forme de pertes. D'un point de vue physique, ces pertes sont générées par la trainée induite. La trainée induite est d'autant plus faible que la portance est faible et le rapport entre envergure et corde moyenne de l'aile est important. Ainsi, une aile qui a une grande envergure par rapport à la corde aura une trainée plus faible. On peut s'en convaincre en comparant les ailes d'un planeur à celle d'un avion traditionnel : les ailes du planeur sont beaucoup plus allongées pour limiter la trainée, ce qui est souhaitable étant donné qu'il n'a pas de moteur. C'est une des raisons qui expliquent pourquoi une éolienne a des ailes allongées.


J'ai trouvé la réponse à mes deux questions dans la seconde référence donnée ce matin. Merci.

Mais je me pose quand même la question du pourquoi de l'utilisation de pales courtes et larges, donc peu aérodynamiques dans trois cas:
Hélice de bateau
Hélice de ventilateur
Fan d'entrée d'un turboréacteur à double flux.

[antek]

Hélice de bateau

Comme souvent il s'agit d'un compromis.
Le plus efficace serait deux pales (voir une ?), mais entrainerait un plus grand diamètre que 3 pales ou plus.
Lorsque la vitesse de déplacement augmente on a aussi intérêt à diminuer le nombre de pales (et vice versa, voir les remorqueurs)).

Informations recueillies deci delà . . .

[Jean4259]

Bonsoir,

Pour une même surface et un vent identique, il serait intéressant de comparer la puissance d'une éolienne 3 pales avec celle d'une 4 pales (moulin à vent), et d'une Bollée (grand nombre de pales).

Jean

[Yvan_Delaserge]

Selon la citation que j'ai coupée-collée ci-dessus, plus on a de pales, plus l'éolienne est puissante. On n'en met que trois pour des raisons de prix de revient et de poids.
Vrai ou faux?

[Dynamix]

Selon la citation que j'ai coupée-collée ci-dessus, plus on a de pales, plus l'éolienne est puissante. On n'en met que trois pour des raisons de prix de revient et de poids.
Vrai ou faux?

Faux .
Plus de pales => ^lus de couple , mais moins de vitesse .
Plus de couple => plus de moment cinétique du flux aval . L' énergie correspondante à cette rotation est une perte .

[f6bes]

Le plus efficace serait deux pales (voir une ?), .

Bjr à toi ,
Et pourtant ça existe ( éolienne avce contrepoids):http://patentimages.storage.googleap...1/imgf0002.png
Bonne journée

[Yvan_Delaserge]

Toutes choses égales par ailleurs, si tu as plus de couple, la vitesse de rotation va augmenter, pas diminuer.

[DAUDET78]

Et pourtant ça existe ( éolienne avce contrepoids)

Ca ne veut pas dire que ça existe ! Mais qu'il y a un brevet ..... qui sert peut être à rien .

[Dynamix]

Toutes choses égales par ailleurs, si tu as plus de couple, la vitesse de rotation va augmenter, pas diminuer.

Non .
Le couple diminue quand la vitesse augmente .
(Pour un même vent)

[f6bes]

Ca ne veut pas dire que ça existe ! Mais qu'il y a un brevet ..... qui sert peut être à rien .

Salut Daudet,
Bon j'aurais du mieux chercher...mais celle là , elle à bien l'air d'exister (à moins que ce ne soit du..virtuel)
http://www.heliciel.com/images/monopale.jpg
Bonne journée

[DAUDET78]

Ils en disent pas du bien : http://www.info-eolien.com/autres-eoliennes.html

[wizz]

Toutes choses égales par ailleurs, si tu as plus de couple, la vitesse de rotation va augmenter, pas diminuer.

ne pas confondre cause et conséquence

sur une voiture, plus le moteur produit de couple, et plus le moteur est puissant, et toutes choses égales par ailleurs, la voiture roule alors plus vite

mais sur une éolienne, le couple, c'est une conséquence
on ne raisonne plus de la même manière
le vent possède une puissance linéaire, qui sera convertie en puissance rotative
si le couple obtenu est élevé, alors forcement, la vitesse sera faible

[harmoniciste]

Bonjour,
Il est certainement moins coûteux d'acheter 1 seule pale et un vulgaire contrepoids que 2, 3 ou N pales pour balayer le même diamètre de veine et en extraire à peu près la même la même énergie.
Côté vibration, en revanche, le couple produit nécessite un effort de réaction sur le moyeu, tournant avec la pale et s'appliquant au mât , et à l'assise, très destructeur à la longue.

Hélice marine: la cavitation (vaporisation locale de l'eau) exige de réduire la dépression sur l'extrados des pales et donc d'en accroitre la surface.

[Dynamix]

Il est certainement moins coûteux d'acheter 1 seule pale et un vulgaire contrepoids

Pas si vulgaire que ça ....

Côté vibration, en revanche, le couple produit ...

Lequel ?
J' en vois trois . (en fait des moments et non des couples)
Sur le dessin du brevet on peut remarquer 2 articulations croisées façon cardan pour annuler deux moments .
Le seul qui reste est le moment moteur .

[Yvan_Delaserge]

Donc admettons que mon eolienne à trois pales me fournisse un couple c a une vitesse de rotation v.
Je lui enlève une pâle et avec le même vent elle me fournit un couple c2 a une vitesse v2.
Je lui ajoute deux pales et mon eolienne a 4 pales me fournit un couple c4 a une vitesse c4.
Dans les trois situations le produit couple par vitesse sera-t-il constant?
Ou bien sera-t-il meilleur pour une eolienne trois pales?

[Yvan_Delaserge]

Hélice marine: la cavitation (vaporisation locale de l'eau) exige de réduire la dépression sur l'extrados des pales et donc d'en accroitre la surface.

Génial!
Merci Harmoniciste!

[harmoniciste]

Dynamix, Je veux parler du couple produit par la force du vent sur la pale, d'une part, et de la réaction du mât sur le moyeu, d'autre part.

[harmoniciste]

Donc admettons que mon eolienne à trois pales me fournisse un couple c a une vitesse de rotation v.
Je lui enlève une pâle et avec le même vent elle me fournit un couple c2 a une vitesse v2.
Je lui ajoute deux pales et mon eolienne a 4 pales me fournit un couple c4 a une vitesse c4.
Dans les trois situations le produit couple par vitesse sera-t-il constant?
Ou bien sera-t-il meilleur pour une eolienne trois pales?

Le rendement est en principe meilleur avec le plus grand nombre de pales, dont il faut alors réduire la surface de chacune pour que le rapport V vent/N. D reste optimum. Hélas leur allongement devient vite trop grand pour obtenir une rigidité suffisante en torsion.

Mais il ne faut pas se focaliser sur le rendement. C'est ratio puissance/coût qui prime.

[polo974]

La traînée induite ne dépend pas de l'allongement, mais de l'envergure.

Par contre, comme on a intérêt à avoir une surface mouillée réduite, on réduit au max la corde tout en maintenant un bon nombre de Reynolds.

La tripale est souvent préférée, mais la bipale a aussi un sacré avantage en terme de nombre de pales... donc de coût, et comme au final, c'est le coût du kWh qui compte...

[Dynamix]

La traînée induite ne dépend pas de l'allongement, mais de l'envergure.

Vrai , mais c' est une façon un peu trompeuse de voir les choses .
Le Cx induit dépend de l' allongement .
La traînée induite dépend du Cx induit , donc de l' allongement .
Comme elle dépend aussi de la surface , elle dépend de l' envergure .
(la surface est égale au carré de l' enverguer divisée par l' allongement)

Un autre problème lié au nombre de pales , c' est l' interférence être les pales , comme dur les biplans .

[Yvan_Delaserge]

Merci à tous pour ces précisions.
En résumé, si je prends une eolienne a 2, 3, ou 4 pales et que je lui rajoute une pale, je vais augmenter son couple, mais comme la pâle supplémentaire va ajouter de la traînée, l'éolienne tournera moins vite.
Le produit couple x vitesse sera légèrement plus favorable chaque fois que je rajoute une pale. Par contre, le prix de l'éolienne augmentera proportionnellement beaucoup plus vite que le rendement aérodynamique.
Avec le prix actuel du KWh, une eolienne industrielle rembourse ce qu'elle a coûté en 10 ans, alors que sa durée de vie est de 20 ans.
Le prix d'une eolienne est donc un facteur critique, et qui dicte le nombre de pales.

[Dynamix]

Le prix d'une eolienne est donc un facteur critique, et qui dicte le nombre de pales.

Conclusion erronée .
Il semble que tu n' as toujours pas compris que meilleur rendement est obtenu en pratique avec 3 (ou 4 pales) pales .

[harmoniciste]

Je conclue, comme Polo 74 et qu'on peut négliger les différences de rendement devant les différences de coût de fabrication. Les monopales étant hélas à éviter à cause de ses contraintes alternées. Les bipales de grandes dimensions créent encore de légères contraintes alternées sous l'effet des flexions dues à leur poids propres . Les tripales sont donc les mieux placées pour les grandes dimensions car ces déformations ne produisent pratiquement plus d'oscillation du centre de gravité du rotor.

[Dynamix]

... ne produisent pratiquement plus d'oscillation du centre de gravité du rotor.

????
Le centre de gravité n' oscille pas de façon notable .

[harmoniciste]

Sur cette image on peut apercevoir la flexion des pales lorsqu'elles passent à l'horizontale, amenant le CdG du rotor à une certaine distance en dessous du moyeu.
Cette distance reste constante pendant la rotation pour un rotor tripale. Elle varie à raison de 2 cycles par tour pour un bipale.