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Université ABDELMALEK ESSADI
Faculté des Sciences Tétouan
Année universitaire : 2010/2011
Réalisé par:
 BENHLIMA Sihame
HANI Achraf
Encadré par:
Mr. Jaouad DIOURI
17/06/2011
Plan
• Introduction
• Historique
• Définition de l’énergie éolienne
• Principaux composants d’une éolienne
• Les différents types d’éoliennes
• Fonctionnement d’une éolienne
• Energie cinétique du vent (loi de Betz)
• Conversion en énergie mécanique
• Conversion électromagnétique
• Conclusion
Introduction
Historique
Pompage de l’eau
Irrigation
•Production de l’énergie électrique
•1er moulin à vent Dès l’an 600 AVJC en Perse
•1891: 1er aérogénérateur Danemark
•1920: Bipale 20m de diamètre France
•1941: Bipale de 1,25 KW USA
•1950/1960: Tripale D 30m 800 KW
Tripale D 35m 800 MW
•1985: Près de 400 MW Californie
Wind-rush californien
Moudre des céréales
Définition de l’énergie éolienne
Qu’est-ce que l’énergie éolienne?
L'énergie cinétique contenue dans les déplacements de
masses d'air est appelée ÉNERGIE ÉOLIENNE
Conversion de l’énergie cinétique du vent
Principaux composants d’une éolienne
Eolienne industrielle MM92, du constructeur Repower.
Les différents types d’éoliennes
Eolienne à axe vertical Eoliennes à axe horizontal
•Génératrice pouvant placée au sol
•Moins d’encombrement
•Intégrable au bâtiment
•Rendement moins important
•Moins de contraintes mécaniques
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•Efficacité très élevé
•Dimensions : 10*3*4 m
Fonctionnement d’une éolienne
Coefficient de puissance
Loi théorique de Betz   
2
1 1
2
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P
C
P
 
 
 
Pm : Puissance extraite par le rotor éolien
Pmt : Puissance théorique maximale extractible d'un vent non perturbé
Cp : Coefficient de puissance de l'éolienne
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R
P C R V avec
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

 

 
V1,V2 : Vitesse du vent en amont et en aval de l'éolienne
R : Rayon de l’aérogénérateur
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Pm : Puissance extraite par le rotor éolien
Cp : Coefficient de puissance de l'éolienne
λ : Vitesse relative de l'éolienne
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multiplicateur
Puissance disponible sur l’arbre de la génératrice :
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Fonctionnement de l'éolienne à Cp max. quelle que soit la vitesse du vent :
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
 
La génératrice fournit alors de l'énergie électrique à fréquence variable
et il est nécessaire d'ajouter une interface d'électronique de puissance
entre celle-ci et le réseau (Figure). Cette interface est classiquement
constituée de deux convertisseurs (un redresseur et un onduleur)
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Génératrice asynchrone
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magnétique tournant.
g=(ns-n)/ns
Cas limites :
Au synchronisme ns=n donc g=0
lorsque la vitesse dépasse la vitesse de synchronisme
n +∞ et g -∞
N sera en avance par rapport à ns car le rotor est
entrainé par un moteur d’entrainement n˃ns donc g˂0.
Conversion électromécanique
machine asynchrone
MAS à cage directement reliée au réseau
Consommateur d’énergie réactive détériore le facteur de puissance
globale au réseau.
Le facteur de puissance peut être améliorer par l’adjonction de capacités.
Conversion électromécanique
machine asynchrone
Machine asynchrone à double stator
Un stator de faible puissance à grand nombre de paires de pôles pour les
petites vitesses de vent.
Un stator de forte puissance à faible nombre de paires de pôles permettant de
fonctionner aux vitesses de vent élevées.
Conversion électromécanique
machine asynchrone
Machine asynchrone à double alimentation type "brushless"
bobinages est directement connecté au réseau et est destiné au transfert de
puissance.
Le second bobinage, dont la section des conducteurs est moins élevée, permet de
faire varier les courants d'excitation de la machine.
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machine asynchrone
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Machine à réluctance
variable excitée par des
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triphasés
Machine à
réluctance variable
non-excitée
Conversion électromécanique
machines à structures spéciales
CONCLUSION
bibliographie
http://membres.multimania.fr/kromm/asynchrone.html
http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/05/47/78/PDF/These_Frederic_POITIERS.pdf
http://www.energieplus-lesite.be/energieplus/page_16660.htm
http://tpeperrineolienne.free.fr/index-1.html
http://www.energiepropre.net/eolien.htm#top

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Production de l'énergie éolienne

  • 1. Université ABDELMALEK ESSADI Faculté des Sciences Tétouan Année universitaire : 2010/2011 Réalisé par:  BENHLIMA Sihame HANI Achraf Encadré par: Mr. Jaouad DIOURI 17/06/2011
  • 2. Plan • Introduction • Historique • Définition de l’énergie éolienne • Principaux composants d’une éolienne • Les différents types d’éoliennes • Fonctionnement d’une éolienne • Energie cinétique du vent (loi de Betz) • Conversion en énergie mécanique • Conversion électromagnétique • Conclusion
  • 4. Historique Pompage de l’eau Irrigation •Production de l’énergie électrique •1er moulin à vent Dès l’an 600 AVJC en Perse •1891: 1er aérogénérateur Danemark •1920: Bipale 20m de diamètre France •1941: Bipale de 1,25 KW USA •1950/1960: Tripale D 30m 800 KW Tripale D 35m 800 MW •1985: Près de 400 MW Californie Wind-rush californien Moudre des céréales
  • 6. Qu’est-ce que l’énergie éolienne? L'énergie cinétique contenue dans les déplacements de masses d'air est appelée ÉNERGIE ÉOLIENNE
  • 7. Conversion de l’énergie cinétique du vent
  • 8. Principaux composants d’une éolienne Eolienne industrielle MM92, du constructeur Repower.
  • 9. Les différents types d’éoliennes Eolienne à axe vertical Eoliennes à axe horizontal •Génératrice pouvant placée au sol •Moins d’encombrement •Intégrable au bâtiment •Rendement moins important •Moins de contraintes mécaniques •Coût moins important •Efficacité très élevé •Dimensions : 10*3*4 m
  • 11. Coefficient de puissance Loi théorique de Betz    2 1 1 2 m p mt P C P       Pm : Puissance extraite par le rotor éolien Pmt : Puissance théorique maximale extractible d'un vent non perturbé Cp : Coefficient de puissance de l'éolienne λ : Vitesse relative de l'éolienne
  • 12. Coefficient de puissance pour différents types d'éoliennes
  • 13. Conversiond’énergie 2 3 2 1 1 1 ( ) ; 2 m p R P C R V avec KV        V1,V2 : Vitesse du vent en amont et en aval de l'éolienne R : Rayon de l’aérogénérateur ρ : densité de l'air 1,225 Pm : Puissance extraite par le rotor éolien Cp : Coefficient de puissance de l'éolienne λ : Vitesse relative de l'éolienne K: Coefficient du multiplicateur Ω 1,Ω2 : Vitesse de rotation de l'éolienne respectivement avant et après le multiplicateur Puissance disponible sur l’arbre de la génératrice : 3 kg.m
  • 14. Puissance théorique disponible pour un type d'éolienne
  • 15. Production optimale d’énergie Fonctionnement de l'éolienne à Cp max. quelle que soit la vitesse du vent : Cp=Cp max pour =  opt  . ( ) opt opt v R zone II   
  • 16. La génératrice fournit alors de l'énergie électrique à fréquence variable et il est nécessaire d'ajouter une interface d'électronique de puissance entre celle-ci et le réseau (Figure). Cette interface est classiquement constituée de deux convertisseurs (un redresseur et un onduleur) connectés par l'intermédiaire d'un étage à tension continue. interface d'électronique de puissance Nécessité de la partie électronique de puissance
  • 18. Pour assurer un fonctionnement stable, la génératrice devra garder une vitesse comprise entre 1500 et 1600 tr/min Pour avoir un générateur, il faut que le rotor tourne plus vite que le champ magnétique tournant. g=(ns-n)/ns Cas limites : Au synchronisme ns=n donc g=0 lorsque la vitesse dépasse la vitesse de synchronisme n +∞ et g -∞ N sera en avance par rapport à ns car le rotor est entrainé par un moteur d’entrainement n˃ns donc g˂0. Conversion électromécanique machine asynchrone
  • 19. MAS à cage directement reliée au réseau Consommateur d’énergie réactive détériore le facteur de puissance globale au réseau. Le facteur de puissance peut être améliorer par l’adjonction de capacités. Conversion électromécanique machine asynchrone
  • 20. Machine asynchrone à double stator Un stator de faible puissance à grand nombre de paires de pôles pour les petites vitesses de vent. Un stator de forte puissance à faible nombre de paires de pôles permettant de fonctionner aux vitesses de vent élevées. Conversion électromécanique machine asynchrone
  • 21. Machine asynchrone à double alimentation type "brushless" bobinages est directement connecté au réseau et est destiné au transfert de puissance. Le second bobinage, dont la section des conducteurs est moins élevée, permet de faire varier les courants d'excitation de la machine. Conversion électromécanique machine asynchrone
  • 22. MS à aimants permanents discoïde Machine à réluctance variable excitée par des courants statoriques triphasés Machine à réluctance variable non-excitée Conversion électromécanique machines à structures spéciales