I.3-3-2L'énergie éolienne
Les systèmes éoliens transforment
l'énergie cinétique du vent en énergie électrique
à travers des aérogénérateurs. La plage de
puissances des systèmes éoliens varie entre quelques kWs
(systèmes mini éoliens) jusqu'aux installations de quelques MWs (grands systèmes éoliens). La
conversion de l'énergie cinétique en énergie
électrique se fait en deux étapes :
- au niveau de la turbine (rotor), qui extrait une partie de
l'énergie cinétique du vent disponible pour la convertir en
énergie mécanique,
- au niveau de la génératrice, qui
reçoit l'énergie mécanique et la convertit en
énergie électrique. En fonction de la
génératrice.
Figure (I.8) Schéma d'une éolienne
[1]
A. Propriétés Du Vent [4]
À cause de la masse et de la vitesse de l'air en
mouvement, le vent possède une énergie cinétique.
Considérant un volume d'air avec la masse m se déplaçant
à une vitesse v. Son énergie cinétique (E.C.) est
donnée :
  (I.3)
Puisque la puissance est l'énergie par unité du
temps, la puissance représentée par une masse d'air se
déplaçant à une vitesse V à travers la surface A,
sera :
(Puissance à travers un surface
A = (Energie/Temps) = (1/2).(Masse/Temps)  (I.4)
L'écoulement de masse ?? à travers A, est le
produit de la densité d'air ñ (qui est une fonction de la
température et de pression atmosphérique), de la vitesse du vent
v, et de la surface A.
  = ñAv (I.5)
Combinant les équations (I.4) et (I.5), on obtient une
relation très importante :
PW =  (I.6)
Tel que :
Pw = la puissance du vent (Watts),
ñ = la densité d'air qui est
égale à 1,225 kg/m3 à 15°C et 1 atm,
A = la surface à travers laquelle le vent
est soufflé (  ),
V = la vitesse du vent (m/s).
L'équation (I.6) suppose que le dispositif
utilisé pour exploiter cette énergie éolienne
réussit à stopper régulièrement le vent. En
pratique, une turbine éolienne ne peut pas arrêter
complètement le vent, si bien que la puissance maximale que l'on peut
extraire du vent est d'environ 30 % à 40 % de la puissance
donnée. Afin de donner une idée de la vitesse et de la puissance
de différents types de vents, on peut établir la classification
grossière suivante [4]:
Vent léger, brise 3 m/s 16
W/ 
Vent modéré 7
m/s 0,2 kW/  
Vent fort 12 m/s 1,0
kW/  
Tempête 18 m/s
3,5 kW/ 
Ouragan>32 m/s >20 kW/   .
Les vitesses de vent utilisables par les éoliennes sont
comprises entre 5 m/s et 15 m/s, [14].
B. Modélisation de différentes technologies
de générateurs éoliens sur un réseau moyenne
tension
B.1 Les éoliennes à vitesse fixe
Les éoliennes à vitesse fixe sont les
premières à avoir été développes. Danscette
technologie ces éoliennes mettent en oeuvre des machines
asynchronesà cage d'écureuil, la génératrice
asynchrone est directement couplée auréseau. Sa vitesse
mécaniqueest alors imposée par la fréquence du
réseau et par lenombre de paires de pôles de la
génératrice [4].
Figure (I.9) Eolienne directement connectée au
réseau [4]
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