Auto-construction

La construction d’un système éolien s’avère un défi de taille et demande des connaissances en mécanique, en électricité, en soudure, en aérodynamique, en menuiserie (travail du bois ou de la fibre de verre pour concevoir les pales). L'éolienne doit être bien conçue, bien installée et munie d'un dispositif de protection. L’aérogénérateur sera soumis à des conditions difficiles ce qui implique beaucoup de contraintes mécaniques à prendre en compte. Il faudra veiller à respecter toutes les mesures de sécurité pour éviter les accidents en particulier lors du travail en hauteur.

Une éolienne de type Savonius en auto-construction - Alf

L'auto-construction d'une éolienne est un excellent moyen d’acquérir ou d’approfondir des connaissances dans des domaines divers (mécanique, électronique, aérodynamique, électricité etc.) et un savoir-faire manuel (soudure, menuiserie etc.).

L'autoconstruction d'éoliennes est également active dans les pays en développement où elle sont particulièrement intéressantes loin des réseaux électriques ou pour le pompage de l'eau. Elles alimentent des maisons, les résidences et de petites entreprises. Des organisations telles que "Practical Action" ont conçu des éoliennes faciles à construire et réparer par les communautés locales de pays en développement. Elles fournissent les plans et guides de construction.

La génératrice la plus simple à fabriquer est un alternateur discoïde à flux axial, il est composé d'un ou deux rotors magnétiques (aimants) reliés directement au rotor de l'éolienne, qui tournent en face d'une série de bobines. Les aimants sont en face l'un de l'autre et présentent des pôles opposés créant ainsi un fort champs magnétique entre les deux plaques du rotor.

Les batteries ont un rôle majeur dans le cas d'un système éolien autonome, elles permettent de stocker l’énergie lorsque la production d’électricité de l’éolienne est trop importante et de la restituer lorsque la production d’électricité est insuffisante. Il est important de bien déterminer la capacité des batteries en fonction de :

• La charge totale en courant (Ah/jour)
• Le nombre de jours d'autonomie
• La profondeur de décharge maximale (PDD) des batteries
• La température et du facteur de correction

Le régulateur permet de protéger les batteries contre les surcharges de courant provenant du générateur ainsi que de la décharge profonde engendrée par une forte consommation. Plusieurs paramètres sont à prendre en compte afin de déterminer le régulateur :

• Sa tension nominale
• Son courant d’entrée - type shunt
• Son courant d’entrée - type série
• Son courant de sortie
• Son courant de pointe total

Le régulateur a deux fonctions :

• Redresser l’énergie venant de l’éolienne pour permettre à l’onduleur de la moduler
• Gérer l'énergie envoyée à la résistance de décharge

L'onduleur permet de convertir l’électricité continue produite par l’éolienne en électricité alternative compatible et utilisable par les appareils. Le choix de l'onduleur est fonction des paramètres suivants :

• Sa puissance nominale
• Sa puissance de pointe ou maximale
• Son rendement ou efficacité
• Sa forme d’onde
• Sa plage de tension d'entrée

• Power-One - Onduleurs éoliens à partir de 2 kW.

Protections électriques nécessaires pour isoler et protéger le circuit électrique contre tous les défauts électriques :

• Mise à la terre
• Parafoudres
• Fusibles (surcharges et court-circuit)
• Disjoncteurs-sectionneurs
• Disjoncteur différentiel (Fuites de courant) - protection des personnes
• Sectionneurs
• Coupes-circuits

Si les composants du système ont déjà leurs propres protections il n'est pas utile d'en rajouter.

Appelée dump load ou braking resistor en anglais, cette résistance permet de limiter la tension à l'entrée de l'onduleur et joue ainsi le rôle de frein empêchant l’emballement de l’éolienne. Cet emballement peut être dû à une vitesse de vent excessive ou bien si la charge en sortie d'onduleur est trop faible. Elle doit être calculée en fonction de la puissance de la génératrice et de l'impédance de l'alternateur à aimants permanents (PMG).

Afin de protéger l'éolienne de la destruction en cas de sur-vitesse.

• Freinage mécanique : frein à disque
• Freinage électrique : voir Résistance de déchargement ou de dissipation

Il est tout à fait possible de fabriquer une éolienne de type Savonius à l’aide de tonneaux ou de barils ou encore une éolienne de 2 kW à l’aide de pièces d’automobiles usagées.

• Tube de PVC
• Taillées dans du bois massif (cèdre rouge)

• Moteur de tapis roulant
• Alternateur de voiture

Le moyeu qui constitue le rotor est un choix important, en particulier pour les sites bénéficiant de vents forts. Il faudra veiller au bon état des roulements.

• Fusée provenant d'un moyeu arrière de voiture (punto, polo, golf, etc.) pour les petites machines (diamètre rotor < 3,6 m) et de camionnette (boxer, J5, ford courrier etc.) pour les plus grandes machines.

L’installation de l’éolienne au sommet de la tour s’effectue à l’aide d’une grue ou d’une perche de montage, pour les petites installations on peut installer une poutre de levage au sommet de la tour où l'on passera un câble qui permettra d'y hisser la Nacelle et ses composantes. La hauteur de la tour est un élément très important à prendre en compte.

L'entretien joue un rôle très important dans la durée de vie d'une éolienne, un bon entretien permet de rallonger la durée de vie et diminuer le risque de casse majeur d'une éolienne. Les périodes propices à une inspection minutieuse du système sont à l'automne avant les grands vents, et au début du printemps.

• Vérifications régulières du bon fonctionnement de l'éolienne
• Lubrification régulière des différents systèmes
• Vidange annuelle de la boite de vitesses
• Resserrer les écrous et les boulons (vibrations)
• Réglages à vérifier
• Repeindre les pales régulièrement
• Remplacer le ruban protecteur sur le bord d'attaque des Pales
• Changement des roulements à billes tout les ans

Certains projets proposent des plans de construction d’éoliennes sous licences libres en diffusant les plans et connaissances afin de permettre à chacun de construire son éolienne. C'est le cas par exemple de la société AeroSeed qui partage les plans d'une éolienne à axe vertical à orientation automatique des pales (voilure adaptative).

• Le petit éolien
• conception d'une éolienne

• Tripalium - Association pour l'auto-construction d'une éolienne façon Hugh Piggott
• Fabrication d'une éolienne en bois
• Make Television : Wind Generator ^(en) - Auto-construction d'une éolienne à partir d'éléments de récupération
• Alt from Scratch ^(en) - Construction de différents types d'aerogénérateurs
• http://projeteolienne95.over-blog.com/ - Projet éducatif autour de la réalisation d'une éolienne à axe verticale
• http://soupl.eole.monsite-orange.fr/ - Fabrication d'une éolienne souple
• http://alizes.jimdo.com/telechargement/fabriquer-une-eolienne-de-100w/ - Fabrication d'une micro-éolienne type bateau sur la base de l'éolienne Piggott