Bibliographie & annexes
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NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN IEC 61400-3-1 de septembre 2019 citée dans cet article a été complétée par l'amendement NF EN IEC 61400-3-1/A11 (C57-700-3-1/A11) : Systèmes de génération d’énergie éolienne - Partie 3-1 : Exigences de conception des éoliennes fixes en pleine mer (Révision janvier 2021)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille VN2101 (Février 2021)
La norme IEC 61400 citée dans cet article a été complétée par une sixième partie : NF EN IEC 61400-6 (C57-700-6) : Systèmes de génération d'énergie éolienne - Partie 6 : exigences en matière de conception du mât et de la fondation (Révision octobre 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2009 (Novembre 2020).
La norme NF EN 61400-3 de juin 2009 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN IEC 61400-3-1 (C57-700-3-1) : Systèmes de génération d'énergie éolienne - Partie 3-1 : exigences de conception des éoliennes fixes en pleine mer (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2002 (Mars 2020).
RÉSUMÉ
Augmenter la part des énergies renouvelables dans la production mondiale d’électricité est devenue une priorité majeure. Depuis quelques années, la filière éolienne est en évolution constante et prend une place importante sur le devant de la scène énergétique, notons que les ressources du vent sont immenses, et particulièrement en mer. Cet article est consacré aux techniques liées à l’exploitation du vent, ainsi il décrit les différentes architectures des aérogénérateurs électriques, leur fonctionnement ainsi que leur rendement énergétique.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
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Bernard MULTON : Agrégé de Génie Électrique, Docteur de l’Université de Paris 6 - Professeur des Universités à l’Antenne de Bretagne de l’ENS de Cachan/SATIE
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Xavier ROBOAM : Chargé de recherches CNRS LEEI UMR CNRS-INPT/ENSEEIHT - Responsable Équipe Système, Toulouse
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Brayima DAKYO : Professeur des universités - Laboratoire GREAH EA 3220 - Groupe de Recherche en Électrotechnique et Automatique du Havre
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Christian NICHITA : Maître de conférences - Laboratoire GREAH EA 3220 - Groupe de Recherche en Électrotechnique et Automatique du Havre
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Olivier GERGAUD : Agrégé de Génie Électrique, Docteur - Professeur de l’IUT de Rennes
-
Hamid BEN AHMED : Maître de Conférences à l’Antenne de Bretagne de l’ENS de Cachan/SATIE
INTRODUCTION
Actuellement, les énergies renouvelables n’entrent qu’à hauteur de 20 % environ dans la production mondiale d’électricité. Bien qu’énergie finale propre par excellence, il apparaît donc de façon flagrante que l’électricité contribue très largement à la dégradation de l’environnement ainsi qu’à l’épuisement de ressources non renouvelables (combustibles fossiles et uranium). C’est pourquoi, l’une des mesures pour préparer un développement réellement durable consiste à accroître la part des ressources renouvelables pour la production d’électricité. Dans ce contexte, la production par aérogénérateurs est en train de jouer un rôle de première importance. Cet article a pour objet de décrire les aspects plutôt électrotechniques de ces systèmes complexes de génération d’électricité, notamment leurs particularités comparativement aux autres dispositifs de production.
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Systèmes aérogénérateurs
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2. Turbines éoliennes
2.1 Caractérisation du vent
La rose des vents est un diagramme polaire qui permet de connaître la vitesse et la direction du vent sur la période des relevés. On affiche trois éléments (figure 5) :
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le pourcentage du temps global pendant lequel le vent souffle suivant une direction donnée (indiqué par les secteurs bleus clairs) ;
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le pourcentage d’énergie totale par secteur (représenté par les secteurs bleus foncés). Cela indique la direction qui fournit le maximum d’énergie ;
-
la moyenne de la turbulence en intensité par secteur qui est représentée par un nombre s’affichant sur chaque secteur.
L’intensité de la turbulence est déterminée sur une durée de mesure en calculant le ratio « écart type divisé par vitesse moyenne ».
Ce relevé permet de connaître le positionnement des éoliennes par rapport à d’éventuels obstacles. C’est un diagramme spatio-temporel produit ou utilisé par des logiciels professionnels pour évaluer qualitativement les possibilités d’un site [43] [37]. La quantification du « gisement » éolien se fait surtout à partir de fonctions de distribution des vitesses classées.
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Caractéristiques de distribution et répartition de la vitesse du vent
En disposant, pendant une période de référence, d’un ensemble de N valeurs mesurées de la vitesse du vent v, on détermine la caractéristique de distribution des vitesses du vent et la caractéristique des fréquences cumulées (figure 6) déterminée ici pour Δ v = 0,5 m/s [19] [22].
Avec l’intégration par rapport au temps de la densité de la puissance (supposée proportionnelle au cube de la vitesse du vent), il est possible de déterminer la densité de l’énergie qui s’exprime en kWh/m 2 de surface interceptée. Pour effectuer une analyse des principales propriétés statistiques, on utilise les modèles mathématiques des fonctions de distribution.
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Distribution de Weibull
Si le nombre N d’échantillons relevés tend vers l’infini et Δ v ® dv, la fréquence f i et la fréquence...
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Turbines éoliennes
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BAUER (P.), DE HAAN (S.W.H.), DUBOIS (M.R.) - Windenergy and offshore windparks : state of art and trends - . Conférence EPE-PEMC, Dubrovnic, Septembre 2002.
-
(2) - BRUTSAERT (P.), LOFFREDO (Y.) - L’alternateur discoïde : une technologie innovante - . Revue Flux no 213, avril 2001, pp. 31-35.
-
(3) - [BTM_02] BTM Consult - International wind energy development. World Marketupdate 2001 - , 2002.
-
(4) - [CEE_97] Commission Européenne - Énergie pour l’avenir : les sources d’énergie renouvelables - . Livre blanc établissant une stratégie et un plan d’action communautaires, nov. 1997.
-
(5) - [CONN_93] CONNOR (B.), LEITHEAD (W.E.) - Investigation of a fundamental trade-off in tracking the Cp max curve of a variable speed wind turbine - . Proc. British Wind Energy Conference, p. 313-319, 1993.
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(6)...
1 Fabricants de grandes machines
(liste non exhaustive)
HAUT DE PAGE
IEC 61400-1 ((1999-02)), Wind turbine generator systems – Part 1 : Safety requirements
IEC 61400-11 ((2002-12)), Wind turbine generator systems – Part 11 : Acoustic noise measurement techniques
IEC 61400-12 ((1998-02)), Wind turbine generator systems – Part 12 : Wind turbine power performance testing
IEC 61400-2 ((1996-04)), Wind turbine generator systems – Part 2 : Safety of small wind turbines
IEC 61400-21 ((2001-12)), Wind turbine generator systems – Part 21 : Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines
IEC/TR 61400-24 ((2002-07)), Wind turbine generator systems – Part 24 : Lightning protection
IEC/TS 61400-13 ((2001-06)), Wind turbine generator systems – Part 13 : Measurement of mechanical loads
IEC/TS 61400-23 ((2001-04)), Wind turbine generator systems – Part 23 : Full-scale structural testing of rotor blades
IEC 61000 2-2 ((2002-03)), Electromagnetic...
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