Production d’électricité

Un aérogénérateur est constitué par :

• Un aéromoteur à deux ou trois pales pourvu d’un système de régulation conférant à l’hélice une fréquence (vitesse) de rotation stable à partir d’une certaine vitesse du vent, et éventuellement un système de sécurité destiné à arrêter la machine en cas de tempête si le système de régulation est inopérant au delà de certaines vitesses du vent.

• Un générateur électrique qui peut être : soit directement accouplé à l’aéromoteur : dans le cas le plus simple, l’hélice est montée directement sur l’axe du générateur électrique ; soit couplé par l’intermédiaire d’un multiplicateur placé entre l’aéromoteur et le générateur électrique.

La fréquence de rotation est liée au diamètre de l’hélice et elle diminue lorsque ce diamètre augmente. Pour garder un bon rendement du générateur électrique, il est donc nécessaire d’augmenter la fréquence de rotation obtenue avec l’aéromoteur avant d’entraîner le générateur électrique. Ce générateur pourra être soit une dynamo fournissant un courant continu directement utilisable pour charger une batterie, soit un alternateur. Pour des raisons de coût et de rendement, les constructeurs d’aérogénérateurs s’orientent de plus en plus vers l’utilisation des alternateurs.

• Un pivot d’orientation qui permet à la machine de présenter l’hélice au vent quelle que soit sa direction.
• Un carter ou bâti qui enveloppe, protège et relie entre elles l’ensemble des pièces.
• Un gouvernail, dans le cas où l’hélice de la machine fonctionne au vent.

Les aérogénérateurs actuels commencent en général à tourner lorsque la vitesse du vent est d’environ 4m/s, ils atteignent leur puissance de croisière pour des vitesses du vent comprises entre 10 et 13.5/m/s et s’arrêtent sous des vents soufflant à plus de 28m/s. Les meilleurs sites pour implanter des aérogénérateurs sont ceux où la vitesse moyenne du vent est d’au moins 5.5m/s.

Pompage de l’eau

Les éoliennes sont très utilisées pour le pompage de l’eau.

Classification des éoliennes

Tout d’abord, il faut noter qu’il existe un grand nombre de dispositifs permettant de capter l’énergie éolienne pour la transformer en énergie mécanique. Une classification méthodique, universellement adoptée fait apparaître des groupes, des noms et des formes de ces capteurs.

Généralement, on classe les capteurs éoliens selon l’orientation de leur axe de rotation par rapport à la direction du vent. On distingue de cette manière:
– les capteurs à axe horizontal
– les capteurs à axe vertical .

Cette classification est toujours valable car elle permet globalement de différencier approximativement les capteurs éoliens à aubes de type hélice, les problèmes aérodynamiques ainsi que les comportements mécaniques car ils sont très différents dans les deux cas.

Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie énergie éolienne

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Table des matières

Introduction générale
Chapitre I: Généralités sur l’énergie éolienne
I.1.Introduction
I.2. Historique
I.3. L’origine de l’énergie éolienne
I.4.Utilisation de l’énergie éolienne en site isolé
I.5.L’impact de l’énergie éolienne sur l’environnement
I.6. L’état de l’énergie éolienne dans le monde
I.7.Les dispositifs de stockage de l’énergie éolienne
I.8.Applications
I.8.1. Production d’électricité
I.8.2.Pompage de l’eau
I.9. Classification des éoliennes
I.9.1. Les capteurs à axe horizontal
I.9.2. Les capteurs à axe vertical
I.9.2.1. L’éolienne Darrieus
I.9.2.2. L’éolienne Savonius
I.10. Caractéristiques des éoliennes
Chapitre II: synthèse bibliographique
II.1. Introduction
II.2.Sommaire sur les investigations de l’éolienne Savonius
II.3. Aperçu sur quelques études faites par la méthode des tourbillons discrétisés
Chapitre III: Etude Théorique et simulation numérique
III.1. Analyse de l’écoulement autour du rotor
III.2. Formulation mathématique
III.3. Choix de code et étapes de calcul
III.3.1. Les étapes importantes d’utilisation du Fluent
III.4. Méthode des tourbillons discrétisés
III.4.1. Schéma de calcul
III.4.2 Méthode de résolution
III.5. Algorithme de calcul
III.6. Organigramme
III.7. Détermination de la pression, le moment du couple et la puissance
Chapitre IV: Résultats et discussion
IV.1. Introduction
IV.2.les résultats donnés par le code Fluent
IV.2.1.Les courbes des lignes de courant
IV.2.2. Champ des vitesses et des pressions
IV.3. les résultats donnés par le code maison
IV.3.1. Module de la vitesse et les lignes de courant
IV.3.2. La vorticité
IV.3.3 L’effet du rayon du noyau des tourbillons σ
IV.3.4. L’effet du décalage entre les pales ”e”
IV.3.5. L’effet de nombre de nœuds sur les deux pales”m”
IV.3.6.Profiles de module de vitesse au niveau de rotor
IV.3.7. Champ de pression en fonction de l’angle d’attaque β
IV.3.8. Champ de pression au voisinage du rotor et dans le sillage
IV.3.9. Le couple et la puissance
Conclusion
Bibliographies