Manuel de référence sur l'énergie éolienne 2ème partie : Définitions de l'énergie et de la puissance
Energie
Les physiciens définissent la notion d'énergie comme la quantité de travail qu'un système physique est susceptible d'effectuer. Selon la définition des physiciens, l'énergie ne peut être ni créée, ni consommée, ni détruite.
Par contre, l'énergie peut être convertie ou transférée à d'autres formes d'énergie : l'énergie cinétique des molécules d'air en mouvement peut être transformée en énergie rotative par le rotor d'une éolienne, énergie qui ensuite est convertie en énergie électrique par la génératrice de l'éolienne. A chaque conversion d'énergie, une partie de l'énergie initiale est transformée en énergie thermique.
Si l'on parle de perte d'énergie (ce qui, selon la définition susmentionnée, est impossible), c'est justement à cause du fait qu'une partie de l'énergie-source ne peut être utilisé directement par le maillon suivant de la chaîne de conversion d'énergie à cause de sa transformation en énergie thermique. Ainsi, un rotor, un multiplicateur, une génératrice..., n'est jamais efficace à 100 %, du fait des pertes de chaleur dues à la friction dans les roulements ou entre les molécules d'air.
Cependant, la plupart d'entre nous ont probablement l'impression que brûler les combustibles fossiles diminue le potentiel global futur d'énergie convertible. Cette impression est en effet tout à fait juste.
Toutefois, les physiciens l'expriment autrement en disant que la quantité d'entropie de l'univers a augmentée. Ils entendent par cela que notre capacité à effectuer un travail utile par la conversion d'énergie diminue à chaque fois que nous laissons l'énergie se transformer en chaleur qui s'évapore dans l'univers. Les physiciens désigne le travail utile comme de l'exergy.
Comme la grande majorité des éoliennes produisent de l'électricité, on mesure normalement leur performance en termes de la quantité d'énergie électrique qu'elles sont susceptibles de convertir à partir de l'énergie cinétique contenue dans le vent. Cette énergie est normalement mesurée en kilowattheures (kWh) ou mégawattheures (MWh) durant un certain laps de temps, une heure ou une année, par exemple. Ceux désireux de montrer qu'ils ont bien compris que l'énergie ne peut être créée, mais seulement convertie en d'autres formes, appellent parfois les éoliennes des convertisseurs d'énergie éolienne. Nous autres les appelons toujours des éoliennes.
Note
On ne mesure pas l'énergie en kilowatts, mais en kilowattheures (kWh). C'est une erreur commune de confondre les deux unités. Afin de bien comprendre la différence, nous vous conseillons de lire la section suivante sur la puissance . 
Unités de mesure de l'énergie
1 J (joule) = 1 Ws = 0,2388 cal
1 GJ (gigajoule) = 109 J
1 TJ (terajoule) = 1012 J
1 PJ (petajoule) = 1015 J
1 (kilowattheure) kWh = 3.600.000 Joule
1 toe (tonne équivalent pétrole)
= 7,4 barils de pétrole brute en énergie primaire
= 7,8 barils de pétrole raffinée pour consommation finale
= 1270 m3 de gaz naturel
= 2,3 tonnes de charbon
1 Mtep (million de tonnes équivalent pétrole) = 41,868 PJ
Puissance
La puissance électrique est normalement mesurée en watts (W), kilowatt (kW), mégawatt (MW), etc. La puissance est le transfert d'énergie par unité de temps.
On peut mesurer la puissance à n'importe quel moment, alors que l'énergie se mesure durant un certain laps de temps, p.ex. une seconde, une heure ou une année (voir la section sur l' énergie , si vous ne l'avez pas déjà lue).
Si une éolienne a une puissance nominale de 1000 kW, cela signifie que l'éolienne produira 1000 kilowattheures (kWh) d'énergie par heure lorsqu'elle atteint sa performance maximale (par vents forts, au-dessus de quelque 15 m/s).
Si, par exemple, un pays comme le Danemark a une puissance éolienne installée de 1.000 MW, cela ne dit rien sur la quantité d'énergie que produisent ces éoliennes. Une éolienne est normalement en service environ 75 % des heures de l'année, mais elle ne tournera à sa puissance nominale que pendant un nombre limité des heures de fonctionnement.
Afin de calculer la production d'énergie des éoliennes, il faut connaître la distribution des vitesses du vent sur chaque site éolien. Dans le cas du Danemark, une éolienne fonctionne en moyenne 2.300 heures par an à sa puissance maximale. Pour calculer la production totale d'énergie, vous devez multiplier les 1.000 MW de puissance installée par les 2.300 heures de fonctionnement = 2.300.000 MWh = 2,3 TWh d'énergie (ou 2.300.000.000 kWh).
Dans d'autres régions du monde, dans le pays de Galles, en Ecosse ou dans l'Irlande de l'ouest par exemple, le nombre d'heures de fonctionnement à la puissance maximale sera probablement plus élevé qu'au Danemark, atteignant quelque 3.000 heures ou plus. En Allemagne, par contre, le chiffre se situe plutôt aux alentours de 2.000 heures.
La puissance d'une voiture est normalement mesurée en chevaux-vapeur (CV) plutôt qu'en kilowatts (kW). Le terme cheval-vapeur donne intuitivement l'idée que la puissance définit la quantité de "muscles" d'une génératrice ou d'un moteur. L'énergie, par contre, définit la quantité de travail qu'effectue une génératrice ou un moteur durant un certain laps de temps.
Unités de puissance
1 kW = 1,359 CV
© Copyright 1997-2003 Association danoise de l'industrie éolienne
Dernière mise à jour le 12 mai 2003
http://www.windpower.org/fr/stat/unitsene.htm
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