Vent

Aug 23, 2023

Le chauffage est aujourd’hui l’une des plus grandes utilisations d’énergie dans la société humaine. Là où nous brûlions autrefois des bûches pour éviter le froid brutal de l’hiver, nous nous appuyons désormais sur le gaz et l’électricité pour chauffer nos maisons et nous garder au chaud et en sécurité. Dans certains climats plus froids, comme au Royaume-Uni, le chauffage peut représenter 60 à 80 % de la demande totale en énergie domestique.

Il existe cependant d’autres moyens de fournir du chauffage. L’utilisation de l’énergie éolienne pour fournir directement de la chaleur pourrait s’avérer essentielle dans ce domaine, en utilisant diverses méthodes intéressantes qui pourraient avoir des applications de niche uniques.

S’il est un titre devenu répétitif et ennuyeux au cours des deux dernières années, c’est bien la hausse des prix du gaz et de l’électricité. Cela oblige des millions de personnes dans le monde à payer plus que jamais pour chauffer leur maison. Les sources d'énergie durables à l'échelle domestique peuvent compenser ce phénomène dans une certaine mesure, pour ceux qui dépendent de méthodes de chauffage électrique, que ce soit par des moyens résistifs ou via des pompes à chaleur. Bien sûr, pendant les hivers les plus froids, les panneaux solaires domestiques courants sont malheureusement à leur plus faible rendement, ce qui ne permet au mieux que de faibles économies.

Ces questions ont jeté un nouvel éclairage sur les méthodes alternatives de chauffage des maisons de manière propre et renouvelable. En particulier, l’énergie éolienne peut être utilisée pour le chauffage si elle est correctement utilisée. La solution la plus évidente est indirecte : une éolienne fournit de l’électricité pour faire fonctionner le chauffage électrique conventionnel. Cependant, les méthodes directes sont plus intéressantes, car elles peuvent être moins chères et plus économes en énergie dans certains cas.

Le type de génération de vent en chaleur le plus intuitif se fait via un système de freinage liquide, également connu sous le nom de machine Joule. Cela implique un moulin à vent faisant tourner une pagaie à l’intérieur d’un récipient rempli de liquide, le plus souvent de l’eau. L'énergie captée par le vent est essentiellement dissipée dans le fluide par la résistance qu'elle oppose au moulin à vent, le réchauffant. Le fluide chauffé peut ensuite être pompé vers des radiateurs pour fournir du chauffage là où il est nécessaire. C'est un concept assez simple, mais qui nécessite une ingénierie minutieuse pour le mettre en pratique. La clé est de dimensionner correctement l'éolienne et le liquide de frein pour qu'ils correspondent, et de choisir les bons paramètres pour chauffer le liquide à un degré utile. L'avantage de cette méthode est que le système convertit directement l'énergie mécanique en chaleur, en contournant l'étape électrique, ce qui ajoute des dépenses et une complexité significatives. Cela permet également d’économiser une étape de conversion d’énergie supplémentaire, ce qui peut être bénéfique pour l’efficacité.

Une éolienne à fluide de frein est un dispositif remarquablement simple, mécaniquement parlant. Il aurait pu être utilisé pour le chauffage au début de l’ère industrielle si quelqu’un avait eu l’idée à l’époque. Cependant, ils ont d’abord pris de l’importance lorsque certains individus entreprenants au Danemark ont ​​expérimenté cette technologie dans les années 1970. Le pays a été ravagé par la crise pétrolière mondiale, car il dépendait d’un approvisionnement fiable en chauffage. Lorsque les prix du pétrole ont grimpé en flèche, les alternatives sont rapidement devenues attrayantes.

Il convient de noter que ce concept s’applique principalement aux personnes vivant dans les zones rurales et disposant d’espace libre. Ce sont également des endroits où le vent est susceptible d'être plus disponible. De plus, contrairement aux zones bâties, il est plus facile de construire une turbine plus grande et plus performante. Les éoliennes petites ou faibles fonctionnent généralement mal, en particulier dans les zones urbaines surpeuplées. Cependant, pour une propriété rurale disposant de suffisamment d’espace et d’une connexion limitée au réseau électrique, un dispositif éolien pour chauffer pourrait bien fonctionner.

Le premier modèle danois connu sous le nom de Calorius Type 37 est un bon exemple d'une configuration typique de vent-chaleur. Avec un rotor de 5 m et une hauteur de 9 m, il était capable de produire 3,5 kW de chaleur lors d'une brise de 11 m/s. Une paire de ces appareils serait capable de chauffer une maison de taille moyenne.

En comparaison, la conception LO-FA, plus avancée, des années 1980 a démontré à quel point un système éolien-chaleur pouvait être puissant. Avec un puissant rotor de 12 mètres sur une tour de 20 mètres, il était capable de générer environ 90 kW de chaleur avec un vent soufflant à 14 m/s. Il utilisait notamment de l'huile hydraulique à plus haute résistance pour le liquide de frein, plutôt que de l'eau dans la plupart des autres conceptions. La chaleur était ensuite transférée à l'eau pour être distribuée. Avec une telle capacité de chauffage, le LO-FA pourrait éventuellement chauffer plusieurs maisons, ce qui suggère que les grandes unités de production d'énergie éolienne pourraient être idéales pour les communes hors réseau ou les fermes familiales.