Le document présente une étude sur l'énergie éolienne, abordant son historique, sa définition, les composants des éoliennes et leur fonctionnement. Il explique les différents types d'éoliennes ainsi que les conversions d'énergie nécessaires pour produire de l'électricité. Enfin, il détaille les aspects techniques liés à la génération d'énergie éolienne et les systèmes d'électronique de puissance associés.

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

3. Introduction

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

5. Définition de l’énergie éolienne

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

10. Fonctionnement d’une éolienne

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

17. Conversion électromécanique
machine asynchrone
Génératrice asynchrone

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

23. CONCLUSION

24. 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