ETUDE DES MACHINES ELECTRIQUES PAR CAO

Chapitre III CAO d’un générateur synchrone à aimant permanent sous Flux 2D
Dans les sites isolés, la rentabilité étant plus facile à obtenir, des petites éoliennes dans la
gamme de quelques 100 W à quelques 10 kW sont commercialisées depuis plus longtemps. La
baisse des coûts des cellules photovoltaïques permet aujourd’hui de construire des systèmes
hybrides éoliens et photovoltaïques qui profitent de la fréquente complémentarité vent-soleil
(réduction des coûts des batteries de stockage nécessaires en site isolé).
Le regain d'intérêt que suscite l'énergie éolienne a débuté après la crise pétrolière des années
1970, mais ce n’est qu'après les alertes climatiques et la ratification de la convention de Kyoto en
1997 que de vrais axes de recherche autour des éoliennes ont émergé. L’objectif principal est
d’atteindre un taux de 12% de la production mondiale d’électricité en 2020. Afin d’atteindre cet
objectif et de rendre les systèmes de conversion d’énergie éolienne aussi compétitifs et rentables
que les centrales électriques classiques, plusieurs topologies ont été étudiées et réalisées comme
indiqué à la figure (III. 1) et des recherches sont en cours pour palier aux inconvénients que
présente chaque configuration [68-71].
III.3 DESCRIPTION DU SYSTEME ENERGETIQUE UTILISE DANS LA PRODUCTION
D’ENERGIE EOLIENNE
Les éoliennes utilisent toujours une génératrice synchrone ou asynchrone à cage d’écureuil
comme générateur, où deux principaux procédés sont appliqués: - vitesse fixe, - vitesse variable.
Une éolienne est constituée par une tour (élément porteur), a son sommet se trouve fixée la nacelle
(élément actif). La nacelle est constituée d’un système de transformation de l’énergie éolienne en
énergie électrique avec sa commande (figure (III. 2)):
- un rotor muni de pales fixes ou orientales au nombre de trois, tourne à la vitesse nominale;
- un multiplicateur pour l’adaptation de la vitesse du rotor de l’éolienne à la vitesse du générateur
électrique;
- un générateur électrique;
- un dispositif de freinage sur l’arbre;
- un dispositif de freinage aérodynamique sur les pales fixes;
- un système d’orientation des pales pour la régulation de la puissance (réglage aérodynamique);
- un mécanisme d’orientation de la nacelle pour le calage par rapport au vent;
- un anémomètre donnant la vitesse du vent pour la régulation;
- une girouette donnant l’orientation de la direction des vents pour le calage du vent.
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