Calculateur de puissance éolienne maximale

Indiquez la surface balayée par le rotor et la vitesse du vent non perturbé, puis ajustez éventuellement la masse volumique de l’air. L’outil calcule d’abord la puissance cinétique traversant le rotor, puis applique le coefficient de Betz de 0.593. Le résultat constitue une limite physique supérieure, et non une prévision de la production électrique d’une éolienne particulière.

Comprendre ce que représente la limite de Betz

Le vent transporte de l’énergie cinétique, mais une éolienne ne peut pas la prélever intégralement tout en laissant l’air continuer à traverser le rotor. Si l’air était complètement arrêté au niveau du rotor, aucun nouvel écoulement ne pourrait entretenir la production. La théorie idéale du disque actuateur concilie le ralentissement de l’air et la continuité du débit massique, puis établit un coefficient de puissance maximal. Ce calculateur emploie 0.593, valeur arrondie courante de la limite de Betz : au plus 59.3 pour cent de la puissance cinétique traversant la surface balayée est réputée extractible. Le résultat est donc un plafond aérodynamique théorique. Il n’intègre ni pertes de profil des pales, ni rotation du sillage, multiplicateur, génératrice, conversion électrique, stratégie de commande, vitesses de démarrage et d’arrêt, turbulence, ombre du mât ou indisponibilité. Une machine réelle doit produire moins dans les mêmes conditions. Servez-vous de cette valeur pour contrôler la plausibilité physique, comparer des scénarios généraux ou fixer une borne optimiste avant d’appliquer une courbe de puissance certifiée propre à la machine.

Saisir correctement surface, vitesse et densité

Renseignez rotor_area_m2 avec la surface balayée par les pales, et non avec leur surface matérielle. Pour un rotor circulaire classique, cette surface vaut pi multiplié par le carré du rayon. Renseignez wind_speed_m_s en mètres par seconde avec la vitesse du vent amont non perturbé correspondant au site et à la hauteur du moyeu. La vitesse ne peut pas être négative ; zéro est accepté et donne une puissance nulle. Le champ facultatif air_density_kg_m3 vaut par défaut 1.225 kilogramme par mètre cube, une valeur de référence courante. La masse volumique réelle dépend de la température, de la pression, de l’altitude et de l’humidité ; une valeur mesurée ou corrigée pour le site améliore donc le scénario. Le calculateur traite un seul point de fonctionnement et suppose les données représentatives de tout le disque. Il n’extrapole pas les mesures entre hauteurs, ne moyenne pas les rafales et ne transforme pas une distribution de vitesses en énergie annuelle. Conservez les unités SI indiquées. Si vous connaissez le diamètre, divisez-le par deux puis calculez la surface circulaire avant l’envoi.

Interpréter les puissances obtenues

Le calcul commence par available_wind_power_w = 0.5 × masse volumique de l’air × surface du rotor × vitesse du vent au cube. Cette valeur est ensuite multipliée par le betz_coefficient fixe de 0.593 afin d’obtenir maximum_power_w ; la même limite est fournie dans maximum_power_kw. La dépendance cubique à la vitesse est essentielle : doubler la vitesse multiplie la puissance théorique instantanée par huit lorsque la surface et la densité restent constantes. Doubler la surface double la puissance. Ces relations facilitent les analyses de sensibilité, mais amplifient aussi les conséquences d’une mauvaise hypothèse de vent. Ne multipliez pas un seul résultat maximal par toutes les heures d’une année pour estimer l’énergie annuelle, sauf si le vent reste réellement constant, ce qui n’arrive pas sur un site réel. Une estimation annuelle requiert une distribution des fréquences de vitesse, la courbe de puissance, la disponibilité et les pertes électriques. Considérez ce résultat comme une borne supérieure. Pour comparer du matériel, utilisez la même référence de densité et distinguez puissance nominale, limites de commande et plage de fonctionnement.