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The influence of thermal stratification in the free atmosphere on the power extracted by a very large wind farm

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Planetary boundary layer

In meteorology, the planetary boundary layer (PBL), also known as the atmospheric boundary layer (ABL) or peplosphere, is the lowest part of the atmosphere and its behaviour is directly influenced by its contact with a planetary surface. On Earth it usually responds to changes in surface radiative forcing in an hour or less. In this layer physical quantities such as flow velocity, temperature, and moisture display rapid fluctuations (turbulence) and vertical mixing is strong.

Parc éolien

thumb|Parc éolien de Neuenkirchen (Allemagne). thumb|Parc éolien de Tauern (Autriche). Une centrale éolienne, parc éolien, ou ferme éolienne, est un site regroupant plusieurs éoliennes produisant de l'électricité. Il se trouve dans un lieu où le vent est fort et/ou régulier. vignette|centre|Parc de Guazhou (Chine).|upright=3 La ferme éolienne de Gansu, province du Gansu, en Chine, est le plus important parc du monde avec de puissance en novembre 2010.

Conception de turbine éolienne

La conception de turbines éoliennes est le processus de définition de la forme et des spécifications d'une éolienne afin d'extraire efficacement l'énergie du vent. Une installation d'éolienne intègre les équipements nécessaires pour capturer l'énergie du vent, orienter la turbine dans le vent, transformer la rotation mécanique en énergie électrique et d'autres systèmes pour démarrer, arrêter et contrôler la turbine. Cet article couvre la conception des turbines éoliennes à axe horizontal (HAWT) puisque la majorité des turbines commerciales utilisent cette conception.

Atmosphère terrestre

Latmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse, entourant la Terre, que l'on appelle air. L'air sec se compose à 78,087 % de diazote, à 20,95 % de dioxygène, à 0,93 % d'argon, à 0,041 % de dioxyde de carbone, et de traces d'autres gaz. L'atmosphère protège la vie sur Terre en filtrant le rayonnement solaire ultraviolet, en réchauffant la surface par la rétention de chaleur (effet de serre) et en réduisant partiellement les écarts de température entre le jour et la nuit.

Atmospheric instability

Atmospheric instability is a condition where the Earth's atmosphere is considered to be unstable and as a result local weather is highly variable through distance and time. Atmospheric stability is a measure of the atmosphere's tendency to discourage vertical motion, and vertical motion is directly correlated to different types of weather systems and their severity. In unstable conditions, a lifted thing, such as a parcel of air will be warmer than the surrounding air. Because it is warmer, it is less dense and is prone to further ascent.

Éolienne

Une éolienne est un dispositif qui transforme l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique, dite énergie éolienne, laquelle est ensuite le plus souvent transformée en énergie électrique. Les éoliennes produisant de l'électricité sont appelées « aérogénérateurs », tandis que les éoliennes qui pompent directement de l'eau sont parfois dénommées « éoliennes de pompage » ou « pompes à vent ». Une forme ancienne d'éolienne est le moulin à vent.

Offshore wind power

Offshore wind power or offshore wind energy is the generation of electricity through wind farms in bodies of water, usually at sea. There are higher wind speeds offshore than on land, so offshore farms generate more electricity per amount of capacity installed. Offshore wind farms are also less controversial than those on land, as they have less impact on people and the landscape. Unlike the typical use of the term "offshore" in the marine industry, offshore wind power includes inshore water areas such as lakes, fjords and sheltered coastal areas as well as deeper-water areas.

Unconventional wind turbines

Unconventional wind turbines are those that differ significantly from the most common types in use. the most common type of wind turbine is the three-bladed upwind horizontal-axis wind turbine (HAWT), where the turbine rotor is at the front of the nacelle and facing the wind upstream of its supporting turbine tower. A second major unit type is the vertical-axis wind turbine (VAWT), with blades extending upwards, supported by a rotating framework.

Wind-turbine aerodynamics

The primary application of wind turbines is to generate energy using the wind. Hence, the aerodynamics is a very important aspect of wind turbines. Like most machines, wind turbines come in many different types, all of them based on different energy extraction concepts. Though the details of the aerodynamics depend very much on the topology, some fundamental concepts apply to all turbines. Every topology has a maximum power for a given flow, and some topologies are better than others.

Cisaillement (météorologie)

vignette|upright=1.5|alt=Ciel bleu comportant quelques nuages épars|Nuages de type cirrus avec des signes de vents cisaillants en haute altitude Le cisaillement du vent est une différence de la vitesse ou de la direction du vent entre deux points suffisamment proches dans l'atmosphère. Selon que les deux points de référence sont à des altitudes différentes ou à des coordonnées géographiques différentes, le cisaillement est dit vertical ou horizontal.