LE VENT : UNE ÉNERGIE QUE LE MONDE

Documents pareils
Centrale électrique hybride ENERTRAG. Centrale électrique hybride. Description succincte

«L initiative 1000 MW» un projet qui vise la réalisation de 14 sites de production de l électricité à partir des énergies éoliennes.

GASN. Fiche N 31 Ind. 3 du 26 mars 2014 ASSOCIATION DES RETRAITÉS DU GROUPE CEA GROUPE ARGUMENTAIRE SUR LE NUCLÉAIRE L ÉNERGIE ÉOLIENNE

GIRAFE ENERGIES RENOUVELABLES MATERIAUX RENOUVELABLES LA SYNERGIE PARFAITE

SEO 200. Banc d étude du positionnement angulaire d une éolienne face au vent DESCRIPTIF APPLICATIONS PEDAGOGIQUES

Production électrique : la place de l énergie éolienne

Chapitre 7: Énergie et puissance électrique. Lequel de vous deux est le plus puissant? L'énergie dépensée par les deux est-elle différente?

1 Savoirs fondamentaux

V112-3,0 MW. Un monde, une éolienne. vestas.com

ETUDE SCOOTER HYBRIDE PIAGGIO MP3 ( L hybridation(adtdelle(un(intérêt(sur(un(scooter(?(

Estimation de potentiel éolien

Une onzième machine pour 200 mégawatts supplémentaires de courant de pointe

neotower Principe de fonctionnement

Origine du courant électrique Constitution d un atome

GEV MP C 200 kw 225 kw 250 kw 275 kw. L éolien visionnaire

mm 1695 mm. 990 mm Porte-à-faux avant. Modèle de cabine / équipage Small, simple / 3. Codage

Sciences physiques Stage n

Dossier de presse. La nouvelle offre de mobilité électrique solaire d EDF ENR. Contact presse. Service.presse@edf-en.com

Evolution du mix électrique en France - Qui paiera?

Exercice n 1: La lampe ci-dessous comporte 2 indications: Exercice n 2: ( compléter les réponses sans espaces)

Equipement d un forage d eau potable

CHAUFFAGE PAR LE BOIS ESPACE AQUALUDIQUE DE CARHAIX PREMIER RETOUR D EXPERIENCE APRES TROIS ANNEES DE FONCTIONNEMENT

Base de données PEGASE

Bilan électrique français ÉDITION 2014

Rapport PwC 2011 Eolien offshore : vers la création d une filière industrielle française?

SCIENCES TECHNOLOGIES

Projet de parc éolien en mer au large de Courseulles-sur-Mer

Production électrique éolienne. Contrôle de l injection au réseau

CONCOURS GÉNÉRAL DES LYCÉES Session Durée 5 heures. Corrigé. Poséidon au secours d Éole pour produire l énergie électrique

Autoconsommation en photovoltaïque Principe et intérêt

La Fusion Nucléaire (Tokamak) Nicolas Carrard Jonathan Carrier Guillomet 12 novembre 2009

Stockage de l énergie renouvelable et de production d hydrogène

Les guides. Le petit éolien SOMMAIRE. Introduction. 3 - Eligibilité du lieu L étude de vent Eléments réglementaires

Questions fréquemment posées au sujet de la sortie du nucléaire en Allemagne

ETUDE DE LA SECONDE VIE DES BATTERIES DES VEHICULES ELECTRIQUES ET HYBRIDES RECHARGEABLES

ELEC2753 Electrotechnique examen du 11/06/2012

Café Sciences et Citoyens de l Agglomération Grenobloise. Eolien et solaire: comment gérer l'intermittence?

Le petit éolien : ce qu il faut savoir pour se raccorder au réseau

Les résistances de point neutre

DIWATT propose une solution adaptée à vos besoins, vous accompagne

Energie et conversions d énergie

Le petit éolien : ce qu il faut savoir pour se raccorder au réseau Ti éole énergies-éoliennes

Production d électricité d origine renouvelable (Projets réalisés) Octobre 2014

Comment réussir sa facture photovoltaïque?

TECHNICIEN DE MAINTENANCE EOLIENNE

CENTRALES HYDRAULIQUES

Vendredi 18 mars 2011 ETAT DES LIEUX ET PERSPECTIVES DE DEVELOPPEMENT DES ENERGIES RENOUVELABLES FOCUS SUR L ELECTRICITE

COMPRENDRE. Les enjeux. L énergie éolienne. Produire de l électricité avec le vent

PREAVIS MUNICIPAL No 19/2013 Demande de crédit pour alimenter en énergie les 6 appartements de l ancienne porcherie

4 MAI 2005 VOYAGE AU CŒUR DES INTERCONNEXIONS

MOTO ELECTRIQUE. CPGE / Sciences Industrielles pour l Ingénieur TD06_08 Moto électrique DIAGRAMME DES INTER-ACTEURS UTILISATEUR ENVIRONNEMENT HUMAIN

Compteur d énergie instantané. Mode d emploi. Ref Hotline : * hotline@chacon.be. * Tarif national : 0,45euros /minute

électricité Pourquoi le courant, dans nos maison, est-il alternatif?

Physique, chapitre 8 : La tension alternative

Les fournisseurs d'éelectriciteéverte

document proposé sur le site «Sciences Physiques en BTS» : BTS AVA 2015

RAPPORT COMPLET D'ETUDE DUALSYS

Le biogaz en France et en Allemagne Une comparaison. Journées méthanisation, 4 novembre 2014, Chambéry

Supporting deployment of low-carbon technologies in the ETC and SEMED regions

PROJET TOSA INFORMATIONS GÉNÉRALES

COMMANDER la puissance par MODULATION COMMUNIQUER

Une réussite : Les prix de rachat garantis soutiennent les énergies renouvelables en Allemagne

AUTRES ASPECTS DU GPS. Partie I : tolérance de Battement Partie II : tolérancement par frontières

erdf, Toute la lumière sur nos services

«L apport des réseaux électriques intelligents»

L'éolien, aujourd'hui et demain

Daikin. DAIKIN ALTHERMA BI-BLOC, Solution pour le tertiaire et le résidentiel collectif. Pompes à chaleur Air / Eau. Inverter. » Economies d énergie

MetROCab VÉHICULe ÉLeCtRIQUe À RaYON D action ÉteNDU et DIFFÉReNtIeL ÉLeCtRONIQUe

L ENERGIE CORRECTION

Energie nucléaire. Quelques éléments de physique

Ecologie Economie d Energie

PROPOSITION (C) CDC-254

PUISSANCE ET ÉNERGIE ÉLECTRIQUE

l Arbre à Vent présente

Notion d électricité

I. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable.

Le stockage de l'énergie : des nouvelles perspectives de performance énergétique pour les industriels?

Le cabriolet 100% électrique 200 KM D AUTONOMIE

16/05/ et 16 mai 2012

Résumé Non Technique de l Etude de Dangers

AGENT EXCLUSIF AU MAROC NACELLES FAIBLES HAUTEURS. A déplacement manuel : Power Tower et Nano. Automotrices. Nano SP

CH 11: PUIssance et Énergie électrique

1 point de pénalité par réponse fausse si plusieurs réponses requises 1/2 point de pénalité par réponse manquante

(Exemple ici de calcul pour une Ducati 748 biposto, et également pour un S2R1000, équipé d un disque acier en fond de cloche, et ressorts d origine)

Pôle Performance Industrielle Durable. Page 1 Rencontre SEE Le 20/05/2014 Lille. Innover

CHARGEUSES COMPACTES À PNEU

Liste des Paramètres 2FC4...-1ST 2FC4...-1PB 2FC4...-1PN 2FC4...-1SC 2FC4...-1CB

TPE : La voiture solaire. Présentation de Matthys Frédéric, Soraya Himour et Sandra Thorez.

L ENERGIE HYDRAULIQUE FICHE TECHNIQUE.

Rencontre des savoirs. L énergie électrique est-elle bien adaptée à une mobilité durable?

SALON ENEO 15/02/2011 Retour d expd du quartier de la Caserne de Bonne E. HUARD, S. ORAIN, T. HEIMO

LA FERME À MATURIN INC. ÉNONCÉ

Système de propulsion électrique Voltec : il permet d associer sobriété et sportivité

Comment peut-on produire du chauffage et de l'eau chaude à partir de l'air? EFFICACITÉ POUR LES MAISONS

Programme nucléo-énergétique du Brésil

Les métiers à la. Division Production Nucléaire

Comptes rendus d Activités Techniques et Financières du Service de l Eau Potable Année 2004

Energies d'ici - Bd de Las Indis Arles sur Tech

Auto-consommation des Energies renouvelables. Atelier 56watt du 2 juillet 2015 à Vannes

Transcription:

LE VENT : UNE ÉNERGIE QUE LE MONDE REDÉCOUVRE E INTRODUCTION. Comparée à d autres pays européens, la France a très peu développé, durant le dernier quart de siècle, la production d énergie électrique à partir de l'énergie éolienne. Les raisons essentielles de ce choix ont certainement été la priorité donnée au nucléaire, un coût de production relativement élevé et un manque d'affinité culturelle certain pour les énergies nouvelles. Aujourd'hui, il semble que «le vent tourne» : Les préoccupations environnementales occupent le devant de la scène politique internationale et les gouvernements, qui se sont engagés à promouvoir «un développement durable pour la planète», encouragent le développement des énergies renouvelables. Les progrès techniques réalisés dans la conception et la réalisation des aérogénérateurs (amélioration des rendements) alliés à l industrialisation de la production (fabrication en série) ont fait baisser sensiblement le prix de revient de l électricité éolienne. D'après l association européenne de l'énergie, le coût de production du kwh éolien varie aujourd'hui, selon la fréquence des vents, les sites d implantation et les technologies retenues, entre 4 et 7 centimes d euro. On approche ainsi du seuil de compétitivité économique. Les nuisances liées à l'implantation d'une éolienne (bruit, perturbations radioélectriques, impact sur le paysage, etc.) ont été considérablement minimisées. C'est dans ce contexte, ou l'éolien a atteint un niveau de faisabilité et de crédibilité qui en fait une énergie complémentaire d avenir, que le gouvernement français a lancé, en février 1996, le programme EOLE 2005. Destiné à favoriser l'exploitation progressive du potentiel éolien national, ce programme, piloté par le Ministère de l Industrie, l Agence de l Environnement et de la Maîtrise de l'energie (ADEME) et EDF prévoit, le développement de centrales éoliennes raccordées au réseau électrique, pour une puissance totale équivalente à 500 MW à l'horizon 2005. BTS Electrotechnique 1ére année Présentation éolienne Page 4/12

CARACTÉRISATION DU POTENTIEL ÉOLIEN. Classé au deuxième rang européen derrière le Royaume-Uni, la France dispose de nombreux «gisements éoliens», principalement en Bretagne, sur les côtes de la Manche et dans le Roussillon. Les cartes ci-dessous donnent une image de l importance des potentiels éoliens européen et français : Carte des vents en Europe : Carte des vents en France : BTS Electrotechnique 1ére année Présentation éolienne Page 5/12

D e s c r i p t i f d u p a r c Les 5 éoliennes Gamesa Eôlica V47-660 du parc éolien de Plouarzel sont implantées au lieu-dit "Les Deux Croix", sur la commune de Plouarzel (Finistère). Cette centrale de 3,3 MW de puissance totale est composée d aérogénérateurs de 660 kw de puissance unitaire disposant chacun d un rotor de 47 m de diamètre monté sur un mât de 40 m. Le parc de Plouarzel, en service depuis le mois d'octobre 2000, a été réalisé dans le cadre du programme EOLE 2005. Il est installé à 1,5 km à l'ouest du bourg de Plouarzel. Ce parc devrait fournir annuellement environ 10millions de kwh d énergie électrique, soit l équivalent de la consommation électrique annuelle de 4 000 personnes (hors chauffage). Ainsi, comparativement à une centrale électrique fonctionnant au gaz naturel, le parc de Plouarzel permettra d éviter le rejet annuel de 5 000 tonnes de CO 2 dans l atmosphère. Le site retenu bénéficie d un gisement éolien de qualité, puisque la vitesse moyenne du vent est de 7,5 m/s à 40 m de hauteur. L énergie électrique, produite à une tension de 690 V, est convertie en 20kV puis injectée dans le réseau EDF (qui traverse le site), dans le cadre d un contrat d achat avec l opérateur national d une durée de 25 ans. BTS Electrotechnique 1ére année Présentation éolienne Page 6/12

Financement du projet Coûts d'investissement du projet L investissement total représente près de 4 260 k répartis comme suit: Aérogénérateurs : 2 970 k Compagnie du vent: 3 190 k Raccordement électrique : 480 k Emprunt bancaire : 480 k VRD et génie civil : 330k Autres (subventions ) : 590 k Études et suivi :380 k Frais administratifs divers : 100k Résultats attendus Les coûts annuels d exploitation du parc (maintenance, dépannage, assurances, impôts locaux, ) sont évalués à 120 k. La Compagnie du Vent, exploitant du parc de Plouarzel, table sur une production électrique annuelle d'environ 10millions de kwh. Cette production d'énergie sera répartie de la manière suivante: Parc éolien de Plouarzel (3,3 MW) Production mensuelle prévue en MWh BTS Electrotechnique 1ére année Présentation éolienne Page 7/12

Caractéristiques techniques du parc : Implantation : Le parc éolien est implanté à la pointe du Nord Finistère, face aux vents dominants : Vent dominant Production annuelle : La production annuelle du parc est de l'ordre de 9,8 millions de kwh, pour une puissance totale de 3,3 MW. Cette production correspond à l'équivalent de la consommation électrique des 4000 habitants des communes de Plouarzel et Lampaul-Plouarzel. Constitution : Le parc est constitué de cinq éoliennes tripales de type VESTAS V47-660kW. Caractéristiques dimensionnelles VESTAS V47-660 Hauteur de la tour : 38,4 mètres ; Tour tubulaire en acier : base : tête : 3 mètres 2 mètres Masse : tour : nacelle rotor : 28,9 tonnes, 20,4 tonnes, 7,2 tonnes. BTS Electrotechnique 1ére année Présentation éolienne Page 8/12

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DE L EOLIENNE VESTAS V47-660 kw Quand le vent se lève, le calculateur (1), grâce à la girouette (2) située à l'arrière de la nacelle, commande aux moteurs d'orientation (3) de placer l'éolienne face au vent. Les trois pales (4) sont mises en mouvement par la seule force du vent. Elles entraînent avec elles l'axe lent (5), le multiplicateur (6), l'axe rapide (7) et la génératrice asynchrone (8). Dès que la vitesse du vent est suffisante (15 km/h), l'éolienne peut être couplée au réseau. Les pales tournent alors à environ 30 tours par minute et entraînent la génératrice à 1515 tours par minute. Cette vitesse de rotation restera constante tout au long de la période de production. Lorsque la vitesse du vent atteint 50 km/h, l'éolienne fournit sa puissance nominale. La génératrice délivre alors un courant électrique alternatif à la tension de 690 volts dont l'intensité varie en fonction de la vitesse du vent. Ainsi, lorsque la vitesse du vent croît, la portance s'exerçant sur les pales augmente et la puissance délivrée par la génératrice s'accroît. Pour des vitesses de vent supérieures à 50 km/h, la puissance est maintenue constante en réduisant progressivement la portance des pales. L'unité hydraulique (9) régule la portance en modifiant l'angle de calage des pales qui pivotent sur leurs roulements (10). Lorsque la vitesse du vent dépasse 90 km/h, les pales sont mises en drapeau (parallèles à la direction du vent) et leur portance devient quasiment nulle. L éolienne cesse alors de tourner : elle ne produit plus d'électricité. Tant que la vitesse du vent reste supérieure à 90 km/h, le rotor tourne «en roue libre» et la génératrice est déconnectée du réseau. Dès que la vitesse du vent diminue, l'éolienne se remet en production. Toutes ces opérations sont entièrement automatiques et gérées par ordinateur. En cas d'arrêt d'urgence, un frein à disque (11) placé sur l'axe rapide permet de mettre l'éolienne en sécurité. Au pied de chaque éolienne, un transformateur convertit la tension de 690 volts en 20000 volts, tension du réseau national d'électricité de France sur lequel toute l'électricité produite est déversée. BTS Electrotechnique 1ére année Présentation éolienne Page 9/12

AUTOMATISME DE POSITIONNEMENT DE LA NACELLE Pour obtenir un rendement optimal de l'éolienne, il est indispensable que le «disque éolien» (surface virtuelle définie par la rotation des pales) soit constamment perpendiculaire à la direction du vent. A défaut, la puissance disponible en sortie du générateur diminue rapidement et des vibrations, néfastes à la longévité de l'aérogénérateur, risquent d'apparaître. Les éoliennes VESTAS sont équipées de nacelles orientables, dotées d'un dispositif de régulation automatique dont la fonction est de maintenir en permanence le disque éolien face au Vent vent. Avant intervention de la régulation Après intervention de la régulation L'information relative à la direction du vent est délivrée «en continu» au dispositif de régulation par une girouette associée à un codeur de position. L'unité centrale stocke ces informations puis calcule, toutes les 30 secondes, l'angle de décalage moyen entre l'axe du rotor et la direction du vent. La décision de régulation est alors élaborée par le calculateur qui pilote les deux moteurs chargés d'aligner l'axe de la nacelle avec la direction moyenne du vent. AUTOMATISME DE RÉGULATION DE PUISSANCE Sous l'action du vent, les pales sont soumises à deux forces : la portance et la traînée. La puissance «mécanique» transmise au rotor par les pales de l'éolienne est proportionnelle à la portance. Dès 50 km/h, l'éolienne fournit sa puissance nominale. Pour des vitesses de vent supérieures, la puissance transmise au rotor risquerait de devenir destructrice, aussi estelle maintenue constante par réduction progressive de la portance. La modification de la portance est obtenue par action sur l'angle d'inclinaison des pales. Plus l'angle d'inclinaison est important, plus la surface de contact (Sc) du vent sur la pale sera faible A vent constant, la diminution de la surface de contact Sc entraîne une baisse de la portance. A vent forcissant, la diminution de la surface de contact permet de maintenir une portance constante et donc un couple quasi constant (C ~ F.R). La vitesse de rotation étant constante, la puissance reste également constante. BTS Electrotechnique 1ére année Présentation éolienne Page 10/12

Les schémas et graphiques ci-dessous mettent en évidence le principe de la régulation Pour des vitesses de vent supérieures à 90 Km/h, la régulation par variation de la portance des pales n'est plus efficace. Les pales sont alors mises en drapeau, la génératrice électrique joue momentanément le rôle de frein puis l éolienne est découplée du réseau. En ultime secours, un frein à disque monté sur l'arbre rapide entre en action pour immobiliser le rotor de l aérogénérateur.. BTS Electrotechnique 1ére année Présentation éolienne Page 11/12

GÉNÉRATRICE ASYNCHRONE. La génératrice électrique de l'éolienne est une machine asynchrone de type INDAR, dont la construction s apparente à celle d une machine à rotor bobiné. Sa facilité d'accrochage sur le réseau, sa robustesse et l'absence de contact tournant lui confèrent des avantages déterminants pour ce type d application. Caractéristiques techniques : Puissance 660 kw Indice de protection IP 54 Tension nominale 690 V Fréquence 50 Hz Nombre de pôles 4 Facteur de puissance 0,88 Rendement 96,5 % Courant nominal 628 A Courant à vide 215 A Pertes fer 4000 W Pertes mécanique 3000 W Vitesse de rotation 1515 tr.min -1 < n < 1650 tr.min -1 Le procédé OPTISLIP : La régulation de la puissance utile de l aérogénérateur est obtenue par action sur l'angle d'inclinaison des pales. Cette régulation mécanique, dont le temps de réaction est estimé à huit secondes minimum, est parfaitement adaptée à des variations lentes de la vitesse du vent. Pour limiter les fluctuations de puissance électrique liées aux variations rapides (fortes rafales, turbulences dues au passage des pales devant la tour, etc.), le constructeur a équipé ses éoliennes du dispositif de régulation électronique OPTISLIP qui permet, par modification de la valeur de la résistance rotorique, d'obtenir une puissance de sortie de la génératrice la plus constante possible. BTS Electrotechnique 1ére année Présentation éolienne Page 12/12