Éolienne domestique verticale : fonctionnement, prix & usages

Une éolienne verticale est un type d'éolienne où le rotor tourne autour d'un axe vertical, par opposition aux éoliennes horizontales classiques, dont le rotor tourne autour d'un axe horizontal. Plus compactes, avoir un coût de fabrication potentiellement inférieur et ne nécessitent pas d'orienter leur rotor en fonction de la direction du vent. Cependant, elles ont également des défis techniques, notamment en termes d'efficacité énergétique, de démarrage par vent faible et de vibrations.

Le fonctionnement d’une éolienne verticale

Les éoliennes verticales permettent d’alimenter son logement en électricité avec la force du vent. C’est une solution écologique produisant de l'électricité verte. Cousin de l’éolienne horizontale, l’éolienne verticale peut aussi s’installer facilement au domicile.

Le principe

L’éolienne verticale est équipée de pales et de cylindres. Elle fonctionne avec une tige posée verticalement dans le sol. L’énergie du vent, appelée énergie cinétique, est transformée en énergie électrique à l’aide d’un générateur placé dans l’éolienne. Ensuite, cette énergie est stockée provisoirement dans une batterie avant d’être expédiée dans les réseaux de distribution classiques.

L’éolienne verticale peut s’intégrer dans des petits espaces, car ses pâles tournent de haut en bas et non de gauche à droite. Elle reste moins utilisée que l’éolienne horizontale.

Les types d’éoliennes verticales

Il existe différents types d’éoliennes verticales qui peuvent être classées en trois catégories.

L’éolienne à axe vertical Savonius

Créée en 1924 par un inventeur finlandais, l’éolienne verticale Savonius bénéficie de deux cylindres minimum fixés sur l’axe vertical, qui tournent dans le sens du vent. Ce mécanisme actionne le rotor, qui produit de l’électricité avec un générateur. Ce modèle est peu encombrant et très silencieux, y compris en milieu urbain. Cependant, il doit fournir beaucoup d’électricité pour fonctionner à plein régime.

L’éolienne à axe vertical Darrieus

Créée en 1931 par Darrieus, un ingénieur français, l’éolienne verticale du même nom se distingue par des grandes pales hélicoïdales fixées par des tiges horizontales sur un axe vertical. Une fois en marche, elle réalise un mouvement cylindrique pour capter l’énergie du vent. Elle offre un rendement plus élevé que l’éolienne Savonius car elle est plus grande. Pour une utilisation optimale, elle ne doit pas se situer dans une zone où le vent souffle très fort habituellement. Les littoraux sont donc des lieux plus à risque pour cet équipement.

L’éolienne à voilure tournante

L’éolienne à voilure tournante est très adaptée aux milieux urbains. D’une nuisance sonore moindre par rapport à Darrieus, elle offre le même rendement sur le long terme même si ses pales tournent plus lentement. Elle fonctionne avec des pales dynamiques qui peuvent changer d’orientation quelle que soit la force du vent.

Les avantages et inconvénients des éoliennes verticales

Voici un tableau récapitulant les avantages et inconvénients des éoliennes verticales.

Les avantages par rapport à la version horizontale

Les éoliennes verticales séduisent grâce à leurs nombreux atouts, même si leurs utilisations ne sont pas courantes.

Capte les vents très faibles

Une éolienne verticale fonctionne parfaitement avec un vent très faible, dès 9 km/h. Évidemment pour atteindre un rendement optimal, le vent doit être plus fort, idéalement à partir de 50km/h. Dans tous les cas, elle s’intègre totalement dans une zone urbaine.

Ne nécessite pas de système d’orientation

Ces éoliennes peuvent s’orienter automatiquement en fonction du vent. Elles n’ont pas besoin de système d’orientation.

Faible niveau sonore

Si vous ne souhaitez pas déranger vos voisins, alors vous aimez ces éoliennes. En effet, elles ne produisent quasiment aucun son, même quand le vent est fort. Les éoliennes verticales produisent environ 40 décibels, soit l’équivalent d’une discussion entre plusieurs personnes.

Les inconvénients

Comme tout équipement, il y a aussi des inconvénients à installer une éolienne verticale dans son logement. La difficulté majeure étant son prix de départ qui peut refroidir certaines personnes.

Depuis plusieurs années, les Français se tournent davantage vers les énergies renouvelables pour produire leur électricité. Néanmoins, l’éolienne domestique verticale n’est pas aussi prisée que les panneaux photovoltaïques, et ce pour différentes raisons.

Rendement peu élevé

L’éolienne verticale a généralement un rendement moins élevé que l’éolienne horizontale, donc elle produit moins d’électricité. Il faut l’utiliser sur une période très longue pour en percevoir les bénéfices.

Le rendement d'une éolienne verticale peut varier en fonction de plusieurs facteurs, y compris la conception spécifique de l'éolienne, la qualité de sa fabrication, les conditions du site où elle est installée et la vitesse moyenne du vent dans la région.

Le rendement d'une éolienne est souvent mesuré par le coefficient de puissance (Cp), qui représente la fraction de la puissance cinétique du vent convertie en puissance mécanique par l'éolienne. Pour les éoliennes verticales, le Cp peut varier généralement entre 10 % et 30 %, bien que certains modèles puissent atteindre des rendements plus élevés.

Certains des défis auxquels les éoliennes verticales sont confrontées incluent la complexité de l'aérodynamique associée à leur conception, les variations de vitesse du vent le long des pales, les pertes de frottement, et d'autres inefficacités structurelles.

Dispositif coûteux

L'installation de cet équipement nécessite un budget important ; de 10 à 30 000 euros. De plus, vous devez attendre plusieurs années avant d’avoir votre investissement rentabilisé. Le prix sera plus important si vous êtes nombreux dans le foyer et qu'ainsi vos besoins sont élevés..

Comment choisir son éolienne verticale ?

Malgré son coût important, l’éolienne verticale doit être bien choisie pour une utilisation optimale. Pour vous guider, vous devez regarder en priorité :

• La zone géographique ;
• Les besoins énergétiques du foyer.

La zone géographique

Votre lieu d’habitation est un facteur déterminant pour savoir s’il est judicieux d’installer une éolienne verticale à votre domicile. Les milieux urbains sont plus adaptés car le vent est plus faible. Elle doit être positionnée idéalement sur le toit d’un immeuble ou sur une habitation disposant d’une hauteur importante. Attention, il est obligatoire de demander un permis de construire à votre mairie pour l'installation d’une éolienne verticale d’au moins 12 mètres. Sans cela, vous vous exposez à une amende de 1200 €.

Les besoins énergétiques du foyer

La composition de votre foyer va déterminer votre consommation annuelle en électricité. Si vous êtes seul, vous consommerez moins que si vous êtes une famille nombreuse. Pour information, la consommation annuelle d’électricité par foyer en France est de 4600 kW approximativement. Aussi, vous devez identifier si vous souhaitez équiper tout votre logement en électricité cinétique ou seulement quelques équipements ponctuels.

Combien coûte une éolienne verticale ?

L’installation d’une éolienne verticale n’est pas à prendre à la légère. C’est un investissement important, mais rentable sur le long terme. Plutôt que de vous baser uniquement sur le prix, nous vous conseillons de vous renseigner sur la vitesse de vent moyenne à votre domicile. Après cela, vous saurez mieux quel type d’éolienne choisir en ne vous basant pas uniquement sur le prix. Voici les moyennes de prix que vous trouverez sur le marché ainsi que les aides disponibles.

Le prix d’achat

Il faut compter environ 2000 € minimum par kW de puissance nominale. Cette dernière correspond à la quantité d’électricité que peut produire une éolienne à pleine puissance. Cela fait entre 10 000 € et 30 000 € pour la consommation d’une famille de 4 personnes. Il faut ajouter à cela le raccordement au réseau pour la distribution d’électricité, ce qui fait à peu près 2000 €.

Cette donnée est à relativiser car cela dépend aussi :

• de la taille de votre logement ;
• de la composition de votre foyer ;
• de votre lieu d’habitation.

Les aides disponibles

Depuis plusieurs années, l’Etat incite les ménages à installer des équipements plus écologiques. Pour vous aider dans votre investissement, vous pouvez percevoir des aides de l’Etat pour réduire la facture.

Le dispositif Ma Prime Rénov vous donne droit à un coup de pouce sous conditions de revenus. Si vos revenus annuels sont “très modestes”, votre investissement pourra être pris en charge à hauteur de 50%, jusqu’à 10 000 € avec en plus la prime Habiter Mieux, qui est de 10% des travaux avec un plafond à 2000 €. Si vos revenus sont “modestes”, vous aurez une prise en charge à hauteur de 33%, jusqu’à 7000 € couplée à la prime Habiter Mieux, soit 10% du montant HT des travaux jusqu’à 1600 €.

Pour vos travaux de rénovation énergétique, vous avez le droit à un taux de TVA réduit à 5,5%. Celle-ci est réservée à des travaux d’amélioration, de transformation et d’aménagement de votre résidence principale ou secondaire.