Les systèmes éoliens résidentiels permettent soit de compléter l'alimentation électrique des habitations raccordées au réseau, soit d'alimenter en toute autonomie des propriétés isolées en milieu rural. Une éolienne est équipée d'hélices rotatives qui capturent l'énergie cinétique du vent afin d'entraîner l'alternateur ou le générateur du système et de produire ainsi de l'électricité. Des câbles électriques descendent ensuite le long du mât jusqu'au tableau de distribution de la maison. Quatre éléments constituent le cœur d'une installation éolienne résidentielle : le mât, le générateur, le frein et le parc de batteries.
Le mât
Trois types de mâts s'offrent aux propriétaires pour installer une éolienne : le mât haubané fixe, le mât basculant et le mât autoportant. Le mât haubané fixe ressemble aux pylônes utilisés pour les antennes radio. Il nécessite une grue ou tout autre dispositif de levage pour hisser les différentes sections en position avant de les boulonner entre elles. Il comporte au minimum trois jeux de haubans qui maintiennent la structure en place. Pour effectuer des travaux d'entretien, de réparation ou de modernisation, l'opérateur doit grimper le long du mât afin d'accéder aux composants.
Le mât basculant permet quant à lui d'actionner un levier pour lever et abaisser l'éolienne, ce qui facilite grandement l'accès aux organes mécaniques. En revanche, il exige un espace dégagé important autour de la structure. Ce type de mât se compose de plusieurs éléments : le fût, le mât de levage (gin pole) et les haubans. La plupart des mâts basculants sont fabriqués en tubes d'acier et atteignent une hauteur maximale de 130 pieds, soit environ 40 mètres. Le mât autoportant ne nécessite aucun hauban, mais coûte plus cher que les autres modèles. Ces structures à trois pieds requièrent de l'acier et du béton pour être solidement ancrées au sol. Elles doivent également être reliées à la terre afin de protéger les composants contre les dommages causés par la foudre.
Le générateur
Le générateur est l'élément qui produit l'électricité dans un système éolien. La plupart des éoliennes adoptent une conception « en amont » (upwind) : les hélices sont positionnées face au vent, côté amont de la tour. La majorité des générateurs éoliens comptent trois pales, ce qui garantit un bon équilibre et une bonne efficacité au système. Sur les petites unités, une pale peut s'incliner sur le côté ou vers le haut ; certains systèmes ajustent même le calage des hélices selon la force du vent. Le générateur transmet ensuite l'électricité produite par les câbles. La tension et la fréquence varient en fonction de la vitesse de rotation du système. L'énergie est alors convertie en courant continu pour charger les batteries, ou bien acheminée vers un onduleur relié au réseau électrique.
Le frein
Le frein permet d'arrêter l'éolienne en cas d'urgence, d'entretien ou de réparation. Les opérateurs peuvent opter pour un freinage mécanique ou dynamique. Les freins mécaniques utilisent le déventement (furling), qui consiste à orienter manuellement les hélices hors du vent à l'aide d'une manivelle. Une alternative repose sur un déventement automatique, assuré par un dispositif hydraulique ou à ressorts qui oriente le bord d'attaque des pales afin de dévier les rafales violentes.
Les freins dynamiques fonctionnent quant à eux via un interrupteur qui court-circuite le générateur et stoppe la turbine. Cet interrupteur se situe généralement à la base du mât ou dans un bâtiment proche. Les techniques mécaniques restent néanmoins les solutions de freinage les plus fiables.
Le parc de batteries
Pour les propriétés non raccordées au réseau, le parc de batteries permet de disposer d'électricité pendant les périodes de vent faible. Il regroupe plusieurs batteries connectées entre elles qui stockent l'énergie générée lors du fonctionnement de l'éolienne. Certains propriétaires utilisent également leur installation comme source de secours en cas de panne du réseau public. Plusieurs technologies de batteries existent : les batteries AGM étanches (Absorbent Glass Mat), les batteries au plomb-acide et les batteries au gel scellé. Les batteries AGM, privilégiées dans la plupart des systèmes raccordés au réseau, ne nécessitent aucun entretien. Les batteries au plomb-acide constituent le choix le plus répandu, mais demandent un appoint régulier d'eau distillée. Les batteries au gel scellé, enfin, conviennent parfaitement aux locaux non chauffés.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/energy-efficient-homes/1007119154.html