L’ENERGIE EOLIENNE ET LES EOLIENNES CMQ 3E. L’ÉNERGIE ÉOLIENNE Une éolienne transforme l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique. Soit cette énergie.

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1 L’ENERGIE EOLIENNE ET LES EOLIENNES CMQ 3E

2 L’ÉNERGIE ÉOLIENNE Une éolienne transforme l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique. Soit cette énergie est utilisée directement comme dans les éoliennes de pompage ou les anciens moulins à vent. Soit elle est transformée en électricité via une génératrice; dans ce cas, on parle d'aérogénérateurs. Deux utilisations différentes sont alors possibles: La principale est le couplage de l'aérogénérateur sur le réseau. La seconde est l'utilisation de l'installation en tant que groupe électrogène éolien. Dans ce cas, on vise surtout les régions isolées. CMQ 3E

3 DIFFÉRENTS TYPES D’EOLIENNE Axe Vertical Darrieus (Québec) haut: 110 m, 4 MW AG Windrotor quelques KW Ecotools quelques W à quelques KW Axe Horizontal CMQ 3E

4 LA PUISSANCE D’UNE EOLIENNE ? La puissance d’une éolienne dépend : de la surface balayée par les pales (S) de la vitesse du vent (V) P mécanique disponible = 0,5. Cp. . S. V³ Cp : coefficient de puissance  : masse volumique de l’air en kg/m³ = 1,225 S : surface du disque éolien V : vitesse du vent en m/s CMQ 3E

5 LOI DE BETZ Le coefficient de puissance Cp présente un maximum au 16/27 soit 0.59. Cette limite théorique appelée limite de Betz fixe la puissance maximale extractible pour une vitesse de vent donnée. Cette limite n'est en réalité jamais atteinte et chaque éolienne est définie par son propre coefficient de puissance exprimé en fonction de la vitesse relative λ représentant le rapport entre la vitesse de l'extrémité des pales de l'éolienne et la vitesse du vent. Démonstration en annexe CMQ 3E

6 Puissance suivant le diamètre de l’éolienne : LES TAILLES DES EOLIENNES CMQ 3E

7 LES ELEMENTS D'UNE EOLIENNE Pales Nacelle Mat Fondation Hub

8 LES PALES ET LE HUB La pale est l’élément qui permet de capter l’énergie cinétique du vent: principe de l’aile d’avion. Matériau composite Non homogène sur sa longueur Mesure jusqu’à 75m Le hub, pièce de fonderie, connecte les pales et permet de transférer l’énergie vers l’arbre de la nacelle Il intègre souvent un dispositif d’orientation des pales. CMQ 3E

9 -> Sur certaines génératrices, il n’y a pas de boîte multiplicatrice. -> La technologie des génératrices varie d’un constructeur à un autre. LA NACELLE CMQ 3E

10 LE MAT Le plus souvent, c’est une structure de tôles d’acier roulée et soudée. Constitué de plusieurs tronçons. Le tronçon inférieur peut-être en béton. CMQ 3E

11 DANS LE PIED DU MAT Local technique électrique CMQ 3E

12 LES FONDATIONS Ferraille et béton pour le terrestre Autre solution pour l’offshore CMQ 3E -Eolien

13 LA CONNEXION AU RESEAU C’est l’équipement qui permet de raccorder le parc éolien au réseau de transport de l’énergie électrique en HT. CMQ 3E -Eolien

14 LES TECHNOLOGIES DE CONVERSION Les éoliennes à vitesse fixe: réglage par décrochage aérodynamique type stall. réglage par calage de l’angle des pâles type pitch. Performances limitées mais structure électrique simple Les éoliennes à vitesse variable: réglage par calage de l’angle des pâles type pitch. Meilleurs performances mais structure électrique plus complexe ne présentant pas de difficultés avec les technologies actuelles CMQ 3E -Eolien

15 Hauteur de l’axe du hub : 49m Longueur d’une pale : 25, 5 m Puissance : 900 KW Eolienne NM 900/52 CAS DES EOLIENNES DE FECAMP CMQ 3E -Eolien

16 PRODUCTION D’UNE EOLIENNE Puissance électrique [KW] Vitesse du vent [m/s] Pn v0 vn vhs La puissance nominale d’une éolienne n’est atteinte que si le vent est suffisante. CMQ 3E

17 PRODUCTION D’UNE EOLIENNE Comme la puissance nominale d’une éolienne n’est pas atteinte en permanence, on préfère parler d’énergie produite. On peut alors calculer un temps équivalent pleine puissance d’une éolienne qui traduit la performance de l’installation.  Puissance unitaire : 900 kW  Nombre d’éoliennes : 5  Energie délivrée : 12,8 GWh/an  tep= 12,8.10^6/5/900*10^3  tep=2800 heures A comparer avec les 8760 h d’une année si l’éolienne était en permanence à sa puissance nominale.

18 LES DIFFERENTES PHASES DE MONTAGE CMQ 3E

19 Fondations LES DIFFERENTES PHASES DE MONTAGE FerraillageBride d’ancrage - Virole 150 m3 de béton – 20 tonnes de ferraillages CMQ 3E

20 LES DIFFERENTES PHASES DE MONTAGE Montage des mats 2 sections 97 tonnes au total CMQ 3E

21 Montage de la nacelle LES DIFFERENTES PHASES DE MONTAGE 25 tonnes CMQ 3E -Eolien

22 Assemblage des pales sur le moyeu LES DIFFERENTES PHASES DE MONTAGE CMQ 3E -Eolien

23 Levage des pales et du moyeu LES DIFFERENTES PHASES DE MONTAGE 16,5 tonnes CMQ 3E -Eolien

24 L’éolienne terminée LES DIFFERENTES PHASES DE MONTAGE CMQ 3E -Eolien

25 ET L’OFFSHORE ? C’est la même chose mais … … plus loin, … plus lourd, … plus haut, … et dans la mer ! CMQ 3E -Eolien