Une hélice éolienne est un dispositif mécanique qui convertit l’énergie éolienne en un mouvement de rotation pour produire du travail. Ces appareils sont utilisés dans le monde entier depuis des siècles pour effectuer diverses tâches, notamment le pompage de l’eau et la mouture du grain. Les hélices éoliennes se composent généralement d’une tête de turbine qui entraîne une machine ou un générateur à travers une boîte de vitesses. La tête de la turbine peut être fixée ou tournée pour suivre le vent via un ensemble de gouvernail ou un mécanisme d’entraînement automatisé. Les hélices éoliennes modernes sont largement utilisées pour générer de l’électricité, pomper de l’eau et entraîner les instruments de la station météorologique.
L’énergie du vent a été exploitée de diverses manières pour produire du travail pendant des centaines d’années. Il suffit de penser aux voiles de remorquage des navires d’antan ou au moulin à vent hollandais par excellence pour trouver des exemples de la nature durable de l’énergie éolienne. Bien que l’hélice éolienne ne soit en aucun cas une invention nouvelle, elle est encore largement utilisée aujourd’hui avec l’attention mondiale croissante portée à la production d’électricité propre et renouvelable, faisant avancer la technologie de l’énergie éolienne à un rythme sain. Les hélices éoliennes sont simples, efficaces et utilisent l’une des sources d’énergie les plus abondantes et renouvelables de la nature, ce qui en fait des machines vertes idéales.
L’hélice éolienne, ou l’éolienne comme on l’appelle plus communément, utilise un mécanisme d’hélice à rotation libre simple pour exploiter l’énergie éolienne pour produire du travail. Les hélices qui entraînent les éoliennes suivent de nombreuses tendances de conception différentes, allant des types d’hélices d’avion classiques aux variantes à caissons à lattes. Il existe deux orientations de conception de base utilisées dans les machines à hélices éoliennes : horizontale et verticale. Tous fonctionnent sur un principe similaire, mais avec la roue à aubes faisant tourner un arbre à travers une boîte de vitesses pour entraîner divers mécanismes.
Les éoliennes à entraînement horizontal sont les types et les mécanismes d’entraînement les plus courants tels que les pompes à eau, les générateurs et les instruments météorologiques. Les conceptions d’hélice dans les hélices éoliennes à entraînement horizontal ont tendance à se pencher davantage sur les types d’avions conventionnels. Les instruments des stations météorologiques utilisent souvent une série ou des coupelles radiales en forme de bol comme turbines, tandis que les éoliennes génératrices d’énergie utilisent des conceptions à pales longues et minces. Une caractéristique de ce type d’hélice est qu’elle doit être tournée face au vent pour fonctionner correctement. Ceci est généralement réalisé en fixant un gouvernail à la tête de l’hélice ou en tournant la tête électriquement via un mécanisme d’entraînement séparé.
Les conceptions d’hélices éoliennes à entraînement vertical utilisent généralement des hélices de type ventilateur à lattes cylindriques pour entraîner un arbre orienté verticalement. Ces conceptions sont généralement utilisées pour la production d’électricité et les commandes d’instruments météorologiques. Ils sont particulièrement efficaces parce que la surface totale d’appui au vent des hélices a tendance à être plus grande que les conceptions d’hélices conventionnelles. Le principal avantage de l’utilisation de cette conception est qu’elle est unidirectionnelle et n’a pas besoin d’être constamment tournée face au vent.