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 :
1
E. C = mv2 (I.3)
2
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 :
Chapitre I: la production décentralisée
(Puissance à travers un surface A
= (Energie/Temps) = (1/2).(Masse/Temps). V??
(I.4)
L'écoulement de masse ?? à travers A, est le
produit de la densité d'air p (qui est une fonction de la
température et de pression atmosphérique), de la vitesse du vent
v, et de la surface A.
la masse passant à travers A
M= le temps
= ñAv (I.5)
14
Combinant les équations (I.4) et (I.5), on obtient une
relation très importante :
PW = ?? ?? ????V??
(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 (M2),
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/ M2
Vent modéré 7 m/s 0,2 kW/ M2
Vent fort 12 m/s 1,0 kW/ M2
Tempête 18 m/s 3,5 kW/M2
Ouragan >32 m/s >20 kW/ M2.
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. Dans cette
technologie ces éoliennes mettent en oeuvre des machines asynchrones
à cage d'écureuil, la génératrice asynchrone est
directement couplée au réseau. Sa vitesse mécanique est
alors imposée par la fréquence du réseau et par le nombre
de paires de pôles de la génératrice [4].
Chapitre I: la production décentralisée
Figure (I.9) Eolienne directement connectée au
réseau [4]
B.2 Les éoliennes à vitesse
variable
- Eolienne à vitesse variable à machine asynchrone
à cage d'écureuil : (Éolienne commandée par le
stator)
Ce type d'éolienne permet de couvrir une plage de
vitesse allant d'une très basse vitesse à la vitesse maximale
grâce à un onduleur MLI reliée à un bus continu. Le
bus continu est relié au réseau alternatif par un second
convertisseur MLI qui permet de contrôler les échanges de
puissance active et réactive avec le réseau selon le
schéma suivant.
15
Figure (I.10) Générateur éolien
à vitesse variable basé sur une machine asynchrone à cage
[14]
16
Chapitre I: la production décentralisée
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