L’éolienne à bord : pourquoi et comment l’installer ?

Article publié le 21/02/2018

 

 

Pour pouvoir satisfaire les besoins en électricité à bord, le bateau doit adopter un générateur autonome. Celui-ci doit s’adapter aux conditions de navigation : météo, contrainte de place, difficulté d’approvisionnement. L’éolienne marine est une solution tout à fait envisageable. La question est de savoir quels pourraient être les avantages d’une telle installation et comment mettre à profit le système.

 

L’éolienne est une génératrice d’électricité qui fonctionne avec de l’énergie renouvelable. Elle est adaptée à des zones exposées aux vents. Son fonctionnement est simple. C’est un appareil qui transforme les énergies de mouvement de vent captées par les pales en une énergie électrique. La force cinétique du vent fait tourner un rotor (alternateur qui produit un courant alternatif). Ce rotor tourne autour d’un stator contenant un circuit magnétique. Le mouvement produit génère un champ magnétique qui va être transformé par le stator en énergie électrique.

Les courants produits par les éoliennes sont surtout utilisés pour alimenter des sites isolés. Dans les centrales éoliennes, l’électricité produite est injecté sur le réseau électrique terrestre pour être redistribuée aux foyers des abonnés. Les éoliennes de bord quant à elles sont de taille plus petite. Elles peuvent fournir entre 40 à 500 W. Leur rôle est de charger le parc batterie d’un bateau de plaisance ou une péniche. Le courant stocké dans les batteries va être utilisé par la suite à alimenter les appareils en courant continu de 12/24 V ou transformé en courant alternatif de 220/240 V avant être utilisé. Dans ce dernier cas, les batteries sont reliées à un convertisseur de tension.

Le vent est abondant au milieu des océans et des fleuves. C’est tout à fait logique d’exploiter cet élément, surtout qu’il est difficile pour le navigateur de s’approvisionner en carburant (groupe électrogène pour bateau) quand il est au beau milieu de l’océan. L’éolienne de bord peut jouer le rôle de générateur principal ou de générateur d’appoint en fonction de son rendement et du besoin en électricité à bord. L’éolienne est aussi utile pour compléter la production d’un autre générateur (solaire, thermique, alternateur du moteur du bateau, etc.) dans le cadre d’une production hybride.

Le choix de l’éolienne est également d’ordre pratique, économique et environnemental. Pratique parce qu’elle est moins encombrante qu’une rangée de panneaux solaires photovoltaïques. Économique car le vent ne coûte rien est qu’il se trouve en abondance dans la nature.  Écologique car elle ne rejette pas de particules nocives dans l’air, contrairement aux combustions d’essences ou de gazole dans le cas d’un groupe électrogène.

Panneaux photovoltaïques et éoliennes utilisent deux énergies renouvelables différentes : le soleil et le vent. Les deux ne nécessitent aucun carburant, ne génèrent pas de gaz à effet de serre et ne produisent pas de déchets toxiques. Toutefois, l’éolienne présente quelques avantages par rapport aux kits solaires et par rapport à d’autres générateurs.

Avantages 

L’éolienne peut produire de l’électricité jour et nuit contrairement au panneau solaire qui a besoin de la luminosité du rayonnement solaire pour pouvoir fonctionner. L’éolienne continue à produire aussi bien en navigation qu’en mouillage contrairement à l’alternateur du moteur du navire qui arrête de générer du courant électrique quand le moteur est à l’arrêt. L’éolienne offre un rapport coût/production avantageux. En effet, leur prix tend à baisser alors que le rendement augmente au fil des innovations apportées à leur fabrication. Il n’y a presque pas de maintenance et d’entretien à prévoir pour une éolienne.

Inconvénients

L’installation d’éoliennes ne présente pas que d’avantages. Il importe de connaître les inconvénients afin de trouver de l’amélioration ou d’opter pour d’autres alternatives. Leur rendement et leur production dépendent de la condition météorologique et de milieux où elles se trouvent. Elles produisent une énergie électrique irrégulière et que leur rendement est insuffisant pour l’ensemble des appareils électriques du navire. Force est donc d’admettre que l’éolienne doit servir uniquement de générateur auxiliaire, utilisé en complément des panneaux solaires photovoltaïques à bord.

Le kit solaire autonome est un dispositif solaire prêt à installer qui comporte tous les équipements nécessaires. Il est conçu pour être installé facilement par l’utilisateur et pour l’accompagnement dans tous les endroits où il en besoin.

Les accessoires complets du kit solaire 

  • Quelques panneaux solaires délivrant la puissance nécessaire.

  • Le régulateur de charge qui régule le flux d’électricité produit vers les batteries pour être stockée.

  • Le parc de batteries composées de plusieurs accumulateurs dont le nombre et la puissance dépend du rendement des panneaux et du besoin en électricité.

  • Le convertisseur qui transforme le courant continu de 12 ou 24 V stockés dans les accus en courant alternatif de 230 V pour alimenter les appareils électriques et électroniques de la maison.

Dimensionnement du kit solaire 

Il faut d’abord commencer par calculer la consommation journalière en électricité. Pour ce faire, il faut multiplier la puissance de l’appareil par le nombre d’heure d’utilisation par jour. Par exemple, une ampoule de 60 W qui fonctionne 4 heures par jour consomme 240 Wh. Si le foyer utilise 5 lampes de même type, sa consommation totale d’éclairage s’élève à 1 200 Wh ou 1,2 kWh, additionner ensuite la consommation de tous les appareils pour trouver le besoin journalier. Il faut ensuite choisir le kit capable de satisfaire ce besoin.

Les éoliennes marines sont des appareils qui ont reçus des traitements spéciaux pour résister à la corrosion de l’eau salé, de l’eau et de la rouille. Les critères de choix se portent plutôt sur d’autres caractéristiques :

  • Choisir un alternateur sans charbon.

  • Opter pour une éolienne capable de délivrée un ampérage élevé avec du vent à faible vitesse. Il s’agit d’un générateur avec un alternateur à haut rendement.

  • Le profil des pales peuvent influencer également le rendement. De ce fait, il faut choisir celles qui produisent davantage d’énergie à régime lent.

  • Choisir l’éolienne silencieuse qui produit peu ou aucune vibration. Il existe des éoliennes dotées d’empennage ergonomique conçu pour lutter contre les turbulences.

  • Adopter des éoliennes de fabrication européennes ou américaine, gage de qualité, de performance et de durabilité.

L’éolienne doit être exposée dans un lieu où le flux d’air est important. En mer ou dans les cours d’eau, cela ne constitue pas un problème puisque le vent y est présent. Il suffit juste d’installer l’hélice de l’éolienne en hauteur. Il y a toutefois un guide de montage d’une éolienne sur un bateau.

Pour un voilier, mieux vaut installer l’éolienne à l’écart des voiles et des gréements. Il faut le placer de préférence au portique arrière. Il faut mettre les pales à l’écart d’un lieu de passage pour l’équipage afin d’éviter des accidents mortels. Le mettre suffisamment en hauteur est une bonne solution mais il faut aussi veiller à la résistance au vent. Il faut éviter de la placer de manière à créer des ombres pour les panneaux solaires. Créer un système de mât ou de support qui peut annihiler les vibrations de l’éolienne. Une fixation robuste est également recommandée pour lutter contre les vents violents. Il faut choisir le bon kit de fixation et utiliser des dispositifs tels qu’un régulateur et un coupe-circuit pour protéger les batteries.