À quoi sert ce calculateur
Le calculateur de puissance d'une éolienne estime la puissance instantanée transportée par le vent qui traverse le rotor d'une éolienne. Il s'agit bien d'une puissance (une énergie par unité de temps), exprimée en watts (W), kilowatts (kW) et chevaux (ch) — et non d'une énergie cumulée sur une durée. L'outil fournit la puissance théorique disponible dans le vent ; il n'applique volontairement aucun rendement d'éolienne ni coefficient de puissance, si bien que le résultat constitue une limite supérieure idéalisée.
Comment l'utiliser
Renseignez trois valeurs : le diamètre du rotor \(R\) en mètres (le diamètre complet du cercle balayé par les pales), la densité de l'air \(d\) en kg/m³ (environ 1,2 au niveau de la mer) et la vitesse du vent \(v\) en m/s. Toutes les données sont déjà exprimées en unités SI, aucune conversion n'est donc nécessaire. Cliquez sur « Calculer » pour obtenir la puissance disponible en W, kW et ch.
La formule expliquée
La surface balayée vaut $$S = \frac{\pi R^{2}}{4}$$ où \(R\) désigne le diamètre (le rayon \(r = R/2\)). Le flux de puissance cinétique de l'air en mouvement s'écrit $$E = \frac{1}{2} \cdot S \cdot d \cdot v^{3}$$ Notez que la puissance varie avec le cube de la vitesse du vent et le carré du diamètre du rotor : doubler la vitesse du vent multiplie la puissance par huit, et doubler le diamètre du rotor la multiplie par quatre.
Exemple chiffré
Avec \(R = 8\) m, \(d = 1{,}2\) kg/m³, \(v = 5\) m/s : $$S = \frac{\pi \times 8^{2}}{4} = 16\pi \approx 50{,}265 \ \text{m}^{2}$$ On obtient alors $$E = 0{,}5 \times 50{,}265 \times 1{,}2 \times 5^{3} = 0{,}5 \times 50{,}265 \times 1{,}2 \times 125 \approx 3769{,}9 \ \text{W} \approx 3{,}77 \ \text{kW} \approx 5{,}13 \ \text{ch}$$
FAQ
Est-ce la véritable production électrique d'une éolienne ? Non. Il s'agit de la puissance aérodynamique brute contenue dans le vent. La production réelle = \(E \times\) le coefficient de puissance \(C_p \times\) le rendement mécanique et électrique. La limite de Betz plafonne la fraction extractible à \(16/27 \approx 0{,}593\) ; les éoliennes courantes atteignent un \(C_p \approx 0{,}35\) à \(0{,}45\).
R est-il le rayon ou le diamètre ? Ici, \(R\) correspond au diamètre complet du rotor. Le calculateur en déduit le rayon en interne (\(R/2\)) via la formule \(S = \frac{\pi R^{2}}{4}\).
Quelle densité de l'air utiliser ? Environ 1,2 kg/m³ en plaine ou au niveau de la mer (1,225 à 15°C selon l'atmosphère standard). La densité diminue avec l'altitude, la température et l'humidité, ce qui réduit la puissance disponible.
