L'énergie électrique que va fournir l'éolienne dépend de la puissance du vent qu'elle va récupérer. L'exercice va nous permettre de déterminer quelle quantité de vent la turbine va récupérer.
On modélise le passage du vent, dans le rotor de l'hélice par un tube de courant, avec
,
,
les vitesses du vent avant les pales, aux pales, et après les pales. L'air est déterminé par sa masse volumique
en
, la surface balayée par les pales est S en m².
Question 1
Quelle est la puissance P absorbée par le rotor ?
Question 2
Quelle est la variation d'énergie cinétique par seconde
de la masse d'air ?
Question 3
Que peut-on en déduire sur la relation entre V,
, 
?
Question 4
Déterminer la vitesse pour laquelle, la puissance est maximale.
Question 5
Calculer alors la puissance maximale
.
Question 6
En déduire le coefficient de puissance maximal
pour une éolienne.
Conclusion :
De l'énergie du vent qui est la source primaire du système éolien, on ne peut en récupérer que maximum 59 %. C'est la limite de Betz.
