TP N°2 Énergie Énergie Éolienne
Compte-Rendu
Réalisé Réali sé Par : BENLAL!B Anouar &EBT! &aad
Enca En cadré dré Par : "r## $a%oui "imoun "r
Objectifs : Une éolienne AIR-X a été installée dans notre établissement, on se propose d’étudier d’une manière générale le fonctionnement d’une éolienne, puis de comprendre et de prendre en main l’éolienne AIR-X. Le T de!ra aboutir sur une prise de conscience "uant # la difficulté pour produire de l’énergie pour alimenter un simple récepteur.
Partie 1 : Travail Préliminaire : A.
Les éoliennes en général :
'# Les deu( principales utilisations de l)éolienne sont : Le Pompage de l)eau# Production de l)électricité# 2# Les deu( tec*nologies d)a(e des éoliennes sont : • •
•
Eolienne + a(e *ori%ontal
•
Eolienne + a(e ,ertical
•
•
•
L’a!antage de la tec$nologie éolienne # a%e !ertical est "u&elle capte le !ent dans toutes les directions. Tandis "u’une éolienne # a%e $ori'ontal doit tou(ours se
placer face au !ent afin de mettre ses pales en rotation et produire son énergie. Une éolienne # a%e !ertical n&a pas besoin de s&orienter dans une direction particulière pour capter le ma%imum de !ent possible. •
•
). Les trois classes *
•
+n prati"ue, on distingue ) classes d’éoliennes *
•
•
•
randes éoliennes * La plupart des grandes éoliennes modernes sont # a%e $ori'ontal. Leur allure élancée, pres"ue frle, démontre la résistance des matériau% modernes. Les dimensions sont beaucoup plus considérables "u&on ne l&imagine * la tour a / mètres de $auteur, mais le diamètre de l&$élice 0ou rotor1 atteignant pres"ue la mme taille, fait culminer l&ensemble # près de 23 mètres. uissance 4 5/3 67 8o9enne éoliennes * La uissance est entre )2 :7 et 5/3 :7 etites éoliennes * Le petit éolien 0ou éolien indi!iduel, ou éolien domesti"ue1 désigne les installations de petites puissances, allant le plus couramment de ;33 7 # 53 67, montées sur des m
•
B. AIR- : •
L’éolienne
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
. Le constructeur de l’éolienne AIR-X est * AIR, AIR 3), AIR-X et AIR 7ind 8odule sont >abri"ués au% +tats-Unis d’Améri"ue par la société ?out$@est 7indpo@er. /.Tableau sur les éoliennes Air-X *
•
•
!om "omme rcial
P#issa nce $%&
'itesse (# vent P#issanc e nominale $)m*+&
•
•
Air- land Air- "arine Air &ilent
•
,iamt re (# Rotor $m&
•
./ 000
•
'1
•
'.
•
'#'
•
.0 000
•
.0
•
'.
•
'#'3
' 000
•
20
•
''
•
'#'3
•
•
•
•
'itesse (e (émarr age $)m*+&
4# La cour5e de puissance de l)A!R- :
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
. L’AIR-X utilise comme génératrice un alternateur # aimant permanant.
•
B.
•
A!antages * pas trop c$er 0;C3 euros au% U? en aoDt 533B1, peut fournir de courant # basse !itesse de rotation, possibilité d’adapter le stator au% conditions d’utilisation.
Incon!énients * pas de régulation possible, il faut impérati!ement passer par un c$argeur capable de gérer des tensions d’alimentation !ariables sur une large plage, en courant continu et "ui accepte une puissance importante. Les c$argeurs e%clusi!ement conEus pour les panneau% solaires ne con!iendront pas •
•
•
•
•
Partie : L’éolienne Air- en sit#ation : •
•
•
•
•
•
•
•
•
A. •
/t#(e (# sc+éma électri0#e :
C. Fui le s9stème est isolé car il n’est pas connecté au réseau.
•
•
•
;3. Le s9stème "ui régule l’éolienne est l’automate programmable par l’intermédiaire d’un s9stème de freinage pour é!iter la destruction de l’éolienne ou son emballement en présence d’un !ent très !iolant. Ge s9stème de régulation dispose d’une !aleur de !itesse du !ent dite H !itesse de régulation et c’est la !aleur pour la"uelle le mécanisme de régulation est acti!é ou déclenc$é.
•
•
•
;;. Garactéristi"ues spécifi"ues associé # l’éolienne AIR-X *
•
•
•
"ARA"T/RITI23/ T/"4!I23/ : •
•
•
CARACTER!&T!6E& TEC7N!6E&
•
8iam9tre de l)*élice
''3 m
•
• •
"asse
•
4 ;g
•
•
•
.0 m=s
• •
Puissance nominale
•
>00 ? + '2 m=s
•
@ourc*ette de réglage du régulateur
•
'2 <: '.4 + '30 < préréglé + '>' < 2> <: 232 + .>0 < préréglé + 2/2 < '2 <: 0 A slo-5loD 2> <: .0 A slo-5loD
•
•
•
Taille de usi5le conseillée
•
•
•
Taille des ls de sortie
8imensions du tu5e de mIt
•
•
•
•
24 mm2 Fn° '0 American ?ire GaugeH torsadé# ' pouce &c*edule >0D
(diamètre extérieur 48 mm)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
;5. Le sectionneur, Le parafoudre, La résistance de déc$arge, Le dis(oncteur différentiel. -Le sectionneur cc !a !enir mettre l’éolienne en court-circuit ce "ui aura pour effet de la mettre # l’arrt ce "ui permet d’inter!enir pour effectuer la maintenance. - Le parafoudre !a !enir encaisser une surtension et déri!er la foudre # la terre si celle-ci se dirige !ers les électroni"ues. Gelui-ci n’est pas tout le temps obligatoire -La résistance de déc$arge est un frein pour l’éolienne, pour é!iter "ue celle-ci ne tourne trop !ite, montant ainsi en tension et ris"uant de griller le matériel. -Le dis(oncteur différentiel !a assurer la protection de l’installation contre un court-circuit "ue ce soit en amont ou en a!al de l’installation. La fonction différentielle !a assurer la protection des personnes.
•
•
•
'.# Le rJle de la 5atterie est :
L&éolien est une énergie bon marc$é mais impré!isible et intermittente dont on ne maJtrise pas la disponibilité. G&est donc une énergie "ui généralement s&utilise en substitution # d&autres sources d&énergie, donc il faudra trou!er un mo9en H s9stème de stoc6age pour !aloriser l&électricité produite lors"u’on n’en a pas l&utilité, d’oK !ient la nécessité des batteries.
• •
;. Le mo9en par le"uel l’automate accède # la !aleur du courant produit par l’éolienne est *
• •
ar l’in(ection du courant au borne d’une résistance dont la !aleur est connue puis la mesure de la différence de potentiel a ses bornes et enfin faire le rapport de la tension sur la !aleur de la résistance.
• •
B.
Observation (# fonctionnement :
•
•
;/. L’effet p$9si"ue d’un clic sur la sortie "ui commande l’éolienne est l’arrt de c$argement de la batterie
• • •
;2.
• •
•
S5 :
Seuil ON :
•
Seuil Off :
•
Filtre ON :
•
Filtre Off :
•
Version 12v
• • • •
; ,;! ;;, 3p 53p
•
•
•
'3# Lors du déclanc$ement d’un arrt urgence le s9stème !a se s’arrter automati"uement
La 5atterie arrKte de se c*arger l)éolienne ne dé5ite plus de courant# Les pales sont ramenées en position dite en drapeau M# 8éclenc*ement du sst9me de reinage •
•
•
•
•
•
".Observation (e la 5ro(#ction $#ni0#ement si le vent so#6e : •
•
;B.
•
T
•
•
•
0 m i n 1 I 0 A 1 T 0 m i n 1 I 0 A
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1 •
•
;C. If0T1
•
•
20
•
On a
•
•
A,ec 6'2, et !'0A
•
8onc P'2('0 '20 ?
•
8onc E'20 ?*
•
On a la durée du tra,ail est de : 20 min donc '=. *
•
EF20minH >0 ?*
P6(!
•
•
•
2' On a L)énergie consommée par un ordinateur porta5le est de : >'( 20 ?*
•
8onc :
•
20 min>0 ?*
•
•
Alors F20( '=. H=>0 '#3* '0. min
•
•
•
20 ?*
•
•
5. Afin d’optimiser la production de l’énergie en utilisant les sources renou!elables il !aut mieu% adopter des sources d’énergie di!ers c’est # dire utiliser par e%emple l’éolien le p$oto!oltaM"ue
Gombinés car c’est efficace et pou!ant générer de l’énergie le long du (our.
•
•
•
•
•
•
•
Conclusion : 8urant cette séance de TP on a pu assimiler le principe de onctionnement de l)éolienne et tout le sst9me de protection de stoc;age de l)énergie Qui ,a a,ec# On n)a pas pu rele,er les mesures des courants car on manQuait la pince ampérométriQue#
