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- Marin Mercier
- il y a 8 ans
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2 Production électrique éolienne domestique (dossier pédagogique destiné aux enseignants) Objectifs : DÉCRIRE l organisation d une installation éolienne domestique de production électrique ÉVALUER, avant l implantation d une éolienne domestique, le potentiel énergétique d un site et CALCULER la valeur de l énergie électrique annuelle productible DIMENSIONNER les différents constituants d une installation éolienne domestique (éolienne, régulateur / chargeur, batteries et onduleur) S INFORMER des aspects administratifs et financiers pour concrétiser un projet domesti que. Élèves et filières concernés : Élèves des formations de niveau 4 des filières de l électrotechnique et de l électronique (baccalauréats technologiques et professionnels). Supports didactiques recommandés : Ouvrage de la collection Technique Pratique : «Comprendre et dimensionner les installations domestiques à énergies renouvelables» ( Diaporama «Production électrique éolienne domestique» téléchargeable en ligne sur Évaluation (questionnaire) : E1 DESIGNER les quatre matériels qui constituent la structure d une installation domestique de production électrique éolienne (puissance inférieure ou égale à 36 kw) : E2 DÉFINIR l avantage majeur propre à une installation hybride en site isolé qui associe des panneaux photovoltaïques et une éolienne :
3 Évaluation (questionnaire suite) : E3 Pour assurer l alimentation électrique de son mobile home implanté sur un terrain privé situé en bordure de mer (commune de Pornic 44 Loire Atlantique), un particulier envisage l exploitation d une éolienne de faible puissance pour usage domestique. 31 En consultant la carte ci-contre, DÉTERMINER la vitesse moyenne du vent à une hauteur de 50 m : 32 CALCULER la vitesse moyenne du vent à une hauteur de 12 m ; hauteur à laquelle le particulier envisage d implanter son éolienne : PORNIC E4 Centrale électrique éolienne en site isolé : Soucieux d acquérir son autonomie énergétique, un particulier envisage d assurer l alimentation électrique de sa maison par l exploitation d une petite éolienne. En limitant la consommation électrique aux récepteurs indispensables (lampes d éclairage basse consommation, réfrigérateur), l énergie quotidienne nécessaire est de 1,5 kwh avec une puissance maximale de 2,5 kw quand tous les récepteurs fonctionnent simultanément. Problème posé : DIMENSIONNER et CHOISIR les constituants de l installation (éolienne, onduleur, onduleur-chargeur et batteries) afin d obtenir une autonomie de 3 jours à partir de batteries à décharge profonde pour lesquelles on acceptera occasionnellement un taux de décharge de 50 % et dont la charge en dix heures justifiera un courant limité au vingtième de la capacité nominale de la batterie. IMPORTANT : Faire usage des ressources documentaires regroupées à la fin du présent dossier.
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9 43 DÉTERMINER et CHOISIR l onduleur-chargeur de la gamme Sunny Island (SMA) adapté à l installation : En situation de non fonctionnement de l éolienne, ce sont les batteries qui doivent fournir la puissance maximale demandée par l installation ; puissance alors fournie par l onduleur-chargeur par le biais de sa fonction onduleur. C est pourquoi, l onduleur-chargeur Sunny Island 3324 convient car la puissance nominale de celui-ci est de W pour une puissance maximale de W demandée par l installation. De plus, l onduleur-chargeur Sunny Island 3324 admet un courant maximal de charge des batteries de 140 A pour une intensité de charge limitée à I = Q / 20 = 459 / 20 = 22,95 A. 44 DÉTERMINER et CHOISIR l onduleur de la gamme Windy Boy (SMA) à implanter en aval de l éolienne : Dans le cas le plus défavorable, l onduleur doit fournir une puissance qui couvre : - la puissance maximale demandée par les récepteurs : W - la puissance demandée par les batteries en charge : U x I = U x (Q/20) = 24 x 22,95 = 551 W ; puissance ramenée en sortie de l onduleur équivalente à la puissance en entrée de l onduleur-chargeur : P = Pbatteries / rendement chargeur = 551 / 0,95 = 580 W Ainsi, l onduleur doit pouvoir fournir une puissance électrique globale de W ( ). On retiendra alors le modèle Windy Boy 3300 dont la puissance nominale est de W. 45 DÉTERMINER et CHOISIR l éolienne adaptée aux besoins énergétiques de l installation sachant que la vitesse moyenne du vent sur le site est de 6 m/s L énergie maximale à fournir par l éolienne sur 24 heures dans l éventualité défavorable de batteries déchargées vaut : W = ((24 x 22,95 x 10) ) / 0,95 = Wh = 7,377 kwh. Ramenée à une production mensuelle, cela représente une énergie à produire par l éolienne de 31 x 7,377 = 229 kwh. L éolienne à mettre en œuvre doit vérifier les deux conditions suivantes : - une puissance nominale de W (recommandée par le constructeur de l onduleur) - une production mensuelle d énergie électrique supérieure à 229 kwh. L éolienne WHISPER 500 (Southwest Windpower) respecte ces deux conditions.
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