Amessou Ayoub Projet Tutoree

Commande dun systme

olienne maximum

puissance

Ralis par :

Encadr par :

Introduction Generalits Modlisation

Mcanique

Conception de

lolienne

Contrle de

lolienne

Conclusion

PLAN DE LA PRESENTATION

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1-INTRODUCTION

Energie cintique de lair

La forte croissance des problmes environnementaux qua connu le monde ces derniers

dcennies a pouss ltre humain sinvestir dans la recherche de nouvelles nergies

renouvelables, comme lnergie olienne.

Ce type dnergie se base sur lutilisation des oliennes (arognrateur) pour gnrer

de lnergie lectrique, partir la conversion de lnergie de lair.

Energie lectriqueArognrateur

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2-GENERALITES

Ecologique

Lnergie olienne

permet de limiter

les missions des

gazes polluants.

Durable

L'nergie olienne

est une nergie

renouvelable,

les gnrations

futures pourront

toujours en

bnficier.

Economique

Lnergie olienne

est la des nergies

renouvelables.

2-1-Avantages

La croissance de lnergie olienne vient du fait quelle prsente plusieurs avantages,

en voici les plus importants :

02

2-GENERALITES

Variabilit

la puissance lectrique

produite par les

arognrateurs

n'est pas constante.

Non esthtique

L'impact visuel,

a reste nanmoins

un thme subjectif.

Bruit

Les bruits mcanique

et arodynamique.

2-2-Inconvnients

Danger au

oiseaux

les sites oliens

ne doivent pas tre

implants sur les

parcours migratoires

des oiseaux.

Cependant, ce type dnergie reste contraints par plusieurs inconvnients, qui doivent

tre tudi afin de limiter leurs impact sur le dveloppement de lnergie olienne.

parmi lesquels :

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2-GENERALITES

2-3-Les types dolienne

Eolienne axe vertical :

Laxe de rotation est perpendiculaire la direction de lair.

la machine au sol, cela impose une fonctionnement des vents proches du sol et par

consquent des vents moins puissants.

Ce type dolienne ne peut pas dmarrer automatiquement, et alors ncessite dtre

mis en marche, lors de la prsence des vents forts.

Ce type est moins utilis puisquil est moins performant en le comparant avec des

oliennes axe horizontal.

04

2-GENERALITES

2-3-Les types dolienne

Eolienne axe horizontal :

Pourvues d'une, deux ou trois pales, ce sont les oliennes les plus utilises aujourd'hui

pour la production d'lectricit.

L'olienne axe horizontal utilise, comme les avions pour voler, la force de portance

du vent.

La hauteur du mt (pour des projets continentaux, jusqu 132 m) permet de profiter

de vents plus forts et plus constants.

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2-GENERALITES

2-4-Evolution de lnergie olienne

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3-MODELISATION MECANIQUE

La partie mcanique de la turbine qui sera tudie, comprend trois pales orientables et

de longueur R, fixes sur un arbre dentranement tournant une vitesse qui est

reli un multiplicateur de gain G. Ce multiplicateur entrane une gnratrice

lectrique.

3-1-Hypothses simplificatrices

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Les trois pales sont considres de conception identique et possdent donc :

La mme inertie Jpale.

La mme lasticit Kb.

Le mme coefficient de frottement par rapport lair dB.

b1,b2,b3: vitesses orientations.Tb1,Tb 2,Tb3 : forces dpendants de la vitesse du vent.


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Larbre dentranement des pales est caractris par :

Son inertie Son lasticit Son coefficient de frottement par rapport au multiplicateur

Le rotor de la gnratrice possde :

Une inertie

Un coefficient de frottement

Ce rotor transmet un couple () entranant la gnratrice lectrique qui tourne une vitesse . Si on considre une rpartition uniforme de la vitesse du vent sur toutes les

pales, on aura une galit des forces de pousses (1= = ). De mme, la vitesse de la

turbine est trs faible, les pertes par frottement sont ngligeables par rapport aux

pertes par

frottement du ct de la gnratrice.


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3-2-Modle mcanique aprs simplification

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3-2-Modle BOND-GRAPH

Le BOND-GRAPH, appel aussi graphe de liens, est une reprsentation graphique d'un

systme dynamique physique (mcanique, lectrique, hydraulique, pneumatique etc)

qui reprsente les transferts d'nergie dans le systme. En effet dans notre cas on a :

= **= *

Equation fondamentale de la dynamique :

==

Bilan des couples :

=

Avec couple de frottement visqueux :

=*

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3-2-Modle BOND-GRAPH

Voici la reprsentation de notre modle selon BOND GRAPH.

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4-CONCEPTION DE LEOLIENNE

4-1-Solidworks

Dans cette partie nous avons utilis le logiciel SOLIDWORKS de DASSAULT

SYSTEM, qui est un logiciel de CAO Conception Assiste par Ordinateur, Ce logiciel

couvre toute les aspects de conception, Il reprsente un logiciel la fois puissant et

simple utiliser, avec un environnement de dveloppement de produits intuitifs et

intgr.

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4-1-Conception mcanique de lolienne avec SOLIDWORKS

Rotor : Son rle est la transformation de lnergie du vent en nergie mcanique,

constitu de lensemble, des ples et larbre primaire, lie entre eux grce au moyeu.

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Rotor : Son rle est la transformation de lnergie du vent en nergie mcanique,

constitu de lensemble, des ples et larbre primaire, lie entre eux grce au moyeu.

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Moyeu : assure la liaison entre les ples de lolienne et larbre lent, gnralement une

pice dacier moul.

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Moyeu : assure la liaison entre les ples de lolienne et larbre lent, gnralement une

pice dacier moul.

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Lensemble nacelle et mt : le premier permet dabriter la machine et lensemble de

ses constituants, et le deuxime constitue le support de lensemble de lolienne, .

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Systme de transmission : Comme son nom lindique permet la transmission de

lnergie de larbre lent entrain par le rotor vers larbre secondaire entrainant la

gnratrice.

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La gnratrice : La gnratrice est situe dans le fuselage support par le mt.

Convertissant l'nergie mcanique, cre par le mouvement des ples, en nergie

lectrique, la gnratrice achemine l'nergie ainsi transforme vers un transformateur reli

au rseau lectrique local.

.

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Vue de lensemble de lolienne:.

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5-CONTROLE DE LEOLIENNE

5-1-Linarisation du modle

Lquation du modle de larognrateur :

La non linarit scrit :

La linarisation

On obtient le rsultat souhait

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5-2-Modlisation via SIMULINK

Lquation du modle de larognrateur :

Avec :

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5-3-Programmation sous Matlab

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5-3-Calcul de sous Matlab

On a trouv :

d = 1.1528 , A = -0.0268 B = 0.2698 C = -2.5700e-06

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5-4-Contrle sous Simulink

Pour le cas de ISC (Indirect System Control), le couple Tg suit la loi suivante :

On prend V constante, alors, on a le modle suivant:

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Pour le cas de ISC (Indirect System Control), le couple Tg suit la loi suivante :

Et le modle sous Simulink du ISC est le suivant :

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Tandis que larognrateur est reprsent par le modle suivant:

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La courbe de la sortie sous Matlab :

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Correction de larognrateur: Pour la correction nous avons utilis un correcteur

PID.

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6-CONCLUSION

Lutilisation des nergies renouvelables permettrait de rpondre aux besoins

nergtiques de la population actuelle, mais galement aux besoins des gnrations

venir. En effet, ces nergies sont renouvelables et leur plus grande utilisation permettra

de mieux assurer la prennit des ressources de la Terre et des nergie fossiles pour les

gnrations de demain.

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MERCI POUR VOTRE

ATTENTION

Commande dun systme

olienne maximum

puissance

Ralis par :

Encadr par :

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