Formation énergie éolienne

7/27/2019 Formation nergie olienne

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Formation Energie olienne

Prsent par :ABDELMOUMEN MOHAMED GHOFRANE

ING mcanique nergtique


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1 ) LE GISEMENT OLIEN

1-A) Cartographie mondiale du vent :

Centre de basse

pression (dpression)

Centre de haute

pression (anticyclone)

Vent dominant

CIT (convergenceintertropicale)


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1-B) Carte saisonnire de la vitesse du vent:


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Le vent


Sourcednergie

Mouvementmcanique

Productiondnergielectrique

Systme de captage

Energie

cintique

Transformation dnergie

1-C) Schmatisation de transformation :


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2 ) DFINITION ET CLASSIFICATION DESDIFFRENTS TYPES DOLIENS

Lnergie olienne est lnergie du vent et plus spcifiquement,lnergie directement tire du vent au moyen dun dispositifarognrateur comme une olienne ou un moulin vent. Lnergie

olienne est une des formes d'nergie renouvelable. Elle tire sonnom dole (en grec ancien), le matre des Vents dans la Grceantique.

L'olienne, aussi nomm arognrateur, est une machine quipermet de transformer l'nergie du vent en divers nergies. Elle peut

tre utilise de trois manires :

- Conservation de lnergie mcanique : (navire voile ou char voile)

2-A) Dfinition :


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- Transformation en force motrice (pompage de liquides,compression de fluides...).

- Production d'nergie lectrique ; lolienne est alors couple un gnrateur lectrique pour fabriquer du courant continu ou

alternatif


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Une olienne standard comprend en gnral les lments suivants :

- un socle massif en bton arm,

- un mt contenant les servitudes telles que les transformateurs,

- une nacelle assurant la conversion mcanique/lectrique,

- et enfin un rotor et les ples.



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2-A) Type dolienne :Il existe deux types dolienne selon leurs mode de rotation :

2-A-1) Eolienne axe horizontal :

Ce type dolienne utilise un axe parallle la nacelle et qui estperpendiculaire la tour (le mt). Pour ce modle, il ya aussi plusieurs

varits selon le nombre de pale existante.


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A trois pales

Cest lolienne la plus utilisedans le monde, pour des raisonsde sa stabilit et son rendement


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A deux pales


A une pale A multi pale


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Aussi, on peut distinguer deux catgorie dolienne selon leuremplacement :

- Off shore : littralement pas sur le sol, donc sur la mer.

- On shore : terme amricain signifiant sur le sol c'est--dire sur lescontinents)


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on shore Off shore


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2-A-2) Eolienne axe vertical :

Ce type dolienne est caractris par la nature de montage de sonaxe de rotation. Il est comme lindique son nom en parallle la tour (leMt).

On retrouve pas mal de modle dans le march olien, parmi eux les

fameux DARRIEUS



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Malheureusement, Les oliennes axe vertical de type DARRIEUS possdent gnralement un rendement plus faible que les oliennes"classiques" ple. Faut de quoi, Le principal dfaut de ce typedolienne est leur dmarrage difficile, en effet le poids du rotor pse sur

son socle, gnrant des frottements.

Par ailleurs, il rduit considrablement le bruit tout en autorisant lefonctionnement avec des vents suprieurs 220 km/h et quelle que soitleur direction


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HLICE DARRIEUS SAVONIUS


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3 ) LE POTENTIEL DE CONVERSIONDNERGIE

3-1) la limite de BETZ :

La limite de BETZ est une loi physique quiindique que la puissance thorique maximale

dveloppe par un capteur olien est gale 16/27 de la puissance incidente du vent quitraverse l'olienne

ALBERT BETZ

Incidente

Max

Extraite PP27

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3

2

1

AmontCintiqueIncidente SVPP

AmontAval VV3

1

Lorsque :

Avec :


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: masse volumique du fluide (1,20 kg/m pour l'air 20C)

S : surface du capteur olien en m

Vamont : vitesse incidente (amont) du fluide en m/s

O :

Cette circonstance a t retrouve aprs avoir rsolue lquationsuivante :

xxPPr 11

21 2

0

r : est le rendement dune olienne


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Le maximum est atteint pour x=1/3, et alors r=16/27. D'o la limitede BETZ


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4 ) LE FONCTIONNEMENT DESDIFFRENTS SOUS-SYSTMES :

Une olienne se compose en gnral de :

-Un mt- Une nacelle

- Un rotor

- Systme de captage dair (Pale)

- Systme lectrique

- Equipements auxiliaires


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Schma d'une olienne de type arognrateur


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- Le mt :

Permet de placer le rotor une hauteur suffisante pour

permettre son mouvement (ncessaire pour les oliennes axehorizontal) ou placer ce rotor une hauteur lui permettant d'treentran par un vent plus fort et rgulier qu'au niveau du sol. Lemt abrite gnralement une partie des composants lectriqueset lectroniques (modulateur, commande, multiplicateur,gnrateur, etc.)



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-Une nacelle :

Monte au sommet du mt, abritant les composants

mcaniques, pneumatiques, certains composants lectriques etlectroniques, ncessaires au fonctionnement de la machine. Lanacelle peut tourner pour orienter la machine dans la bonnedirection.



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Schma d'une nacelle


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-Un rotor :

Compos de plusieurs pales (en gnral trois) et du nez del'olienne, fix la nacelle. Le rotor est entran par l'nergie duvent, il est branch directement ou indirectement (via un systmede boite de vitesse) au systme mcanique qui utilisera l'nergierecueillie (pompe, gnrateur lectrique...).


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-Systme de captage (Pale) :

Le systme de captage de lair ce rsume principalement surles pales, car ces dernire capte lnergie cintique de lair et la

transforme en nergie mcanique qui est la rotation par dfinition

La puissance produite en fonction du diamtre dela pale


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-Systme lectrique :

Il assure la transformation du mouvement rotatif en nergielectrique. Aussi il est compos dun systme de rgularisation quigarantie une continuit et une bonne transmission dnergie.

-Equipements auxiliaires :

Ce sont des quipements qui assurent lvacuation et ladistribution dlectricit comme les transformateurs.

En gnral, une petit btiment au pied du mt pour faciliterlintgration paysagre. Parfois les transformateurs tant logsdans le mt tubulaire, il ny aura pas de cabines supplmentairespour les transformateurs. Par contre, des armoire de couplage aurseau se trouvent trs souvent.


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REMARQUES IMPORTANTES

1) La limite du systme de rotation :

Il est vident de savoir que chaque olienne une limite derotation qui est dfinie par la courbe de puissance

2) Courbe de puissance :

La courbe de puissance dun arognrateur peut tre dfinie

comme la relation entre la puissance lectrique fournie et lavitesse du vent incident (dans des conditions atmosphriquesstandard)


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REMARQUES IMPORTANTES

COURBE DE PUISSANCE - AROGNRATEUR500 kW


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STATISTIQUES IMPORTANTES

Puissance mondiale dlectricit :

Au dbut de lanne 2009, on estimait prs de 121 gigawatts lapuissance totale installe de lensemble des oliennes travers lemonde.

- Ltats-Unis : 25 388 MW

- lAllemagne : 23 903 MW

- LEspagne : 16 740 MW

- La Chine : 12 200 MW

- LInde : 9 645 MW et, loin derrire, lItalie : 3 736 MW / La France 3387 MW / La Belgique arrivait en 22e position seulement avec : 384

MW.


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FABRICANT DEOLIENNES

En 2011, les parts de march mondiales des principaux fabricantsd'oliennes selon Make Consulting taient les suivantes :

- le Danois VESTAS avec 12 %

- le Chinois SINOVEL avec 11 %

- l'Amricain GE WIND avec 10 %

- le Chinois GOLDWIND avec 10 %

- l'Allemand ENERCON avec 7 % ;

- l'Espagnol GAMESA avec 7 % ;


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