Éolienne et génératrice asynchrone

[Goo69]

Bonjour,

Depuis peu je m'intéresse aux éoliennes et plus particulièrement à leur production d'électricité avec une génératrice asynchrone. Si j'ai bien compris le fonctionnement, cette dernière permet de créer de l'énergie lorsque le rotor se trouve dans une certaine plage de rotation. Le vent ne soufflant pas régulièrement, je m'interroge sur la production d'énergie en période d'inertie, c'est-à-dire lorsque le vent s'arrête et que le rotor de l'éolienne continue de tourner pendant un certain temps grâce à l'énergie cinétique accumulée. Plus précisément, si l'on se base sur une production d'énergie annuelle par exemple, j'imagine que cette production en inertie est de l'ordre du négligeable, mais de combien ? D'ailleurs, peut-être que je me plante et qu'il n'y a aucune production en inertie...
Cette question est un peu vague, je vous l'accorde, mais je préciserai les choses en fonction de vos réactions, que je salue par avance !

Merci !
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[f6bes]

Bonjour,

Depuis peu je m'intéresse aux éoliennes et plus particulièrement à leur production d'électricité avec une génératrice asynchrone. Si j'ai bien compris le fonctionnement, cette dernière permet de créer de l'énergie lorsque le rotor se trouve dans une certaine plage de rotation. Le vent ne soufflant pas régulièrement, je m'interroge sur la production d'énergie en période d'inertie, c'est-à-dire lorsque le vent s'arrête et que le rotor de l'éolienne continue de tourner pendant un certain temps grâce à l'énergie cinétique accumulée. Plus précisément, si l'on se base sur une production d'énergie annuelle par exemple, j'imagine que cette production en inertie est de l'ordre du négligeable, mais de combien ? D'ailleurs, peut-être que je me plante et qu'il n'y a aucune production en inertie...
Cette question est un peu vague, je vous l'accorde, mais je préciserai les choses en fonction de vos réactions, que je salue par avance !

Merci !

Bjr à toi,
Du moment qu'un altertaneur "tourne" , peu importe ce qui le meut (mouvoir) vent ou inertie.
Il n'es pas regardant !!
Mais bon si l'alternateur débite sur une charge, c'est vite réglé...ça s'arréte.
Si l'alternateur est à vide , ça tourne un peu plus , mais comme le bouzin est à vide= production zéro !

Donc je crois pas qu'il faille faire des calculs pour savoir ce que l'on va récupérer ....des clopinettes.

De toute façon l'inertie à l'arrét ne fait que compenser l'inertie au...démarrage.
Donc bilan= nul.
A+

[Goo69]

Thanks pour ta réponse f6bes !
Pourrais-tu préciser ces points ou bien me rediriger vers un site qui développerait le sujet :

• "De toute façon l'inertie à l'arrét ne fait que compenser l'inertie au...démarrage." car je pensais au contraire qu'il fallait beaucoup plus d'énergie pour faire démarrer une génératrice que pour entretenir son mouvement...

• "Mais bon si l'alternateur débite sur une charge, c'est vite réglé...ça s'arréte." tu veux dire que si le stator de la génératrice produit son champ magnétique alors la rotation du rotor ne fait pas long feu en inertie ?

Merci !

[verdifre]

Bonjour,
un des problemes des generatrices asynchrones est que sauf a faire des choses trés compliquées ces machines ne tournent bien que dans un interval de vitesse restreint. Ceci impose de rechercher une eolienne à vitesse constante, donc avec un pas variable. Ces solutions ne peuvent en aucun cas conduire à des machines trés performantes et restent neanmoins delicates à mettre en oeuvre.
à l'heure actuelle la grande majorité des eoliennes sont equipées d'un generateur synchrone.

Le vent ne soufflant pas régulièrement, je m'interroge sur la production d'énergie en période d'inertie, c'est-à-dire lorsque le vent s'arrête et que le rotor de l'éolienne continue de tourner pendant un certain temps grâce à l'énergie cinétique accumulée. Plus précisément, si l'on se base sur une production d'énergie annuelle par exemple, j'imagine que cette production en inertie est de l'ordre du négligeable, mais de combien ?

ici tout est une question de dimention, sur une petite eolienne, l'inertie du rotor est faible et souvent negligeable, sur une grosse eolienne l'inertie du rotor est colossale et il y a besoin de la gerer finement. On envisage même que les eoliennes puissent participer d'une facon trés active à la stabilisation du reseau. Pour les grosses eoliennes, leur rotor peut être envisagé comme moyen de reserve/stockage à trés court terme avec des rendements interessants.
fred

[A voir en vidéo sur Futura]

[Goo69]

Bonsoir Verdifre,
Tes réactions sont aussi très intéressantes. Pourrais-tu développer cette partie de ton commentaire " Pour les grosses eoliennes, leur rotor peut être envisagé comme moyen de reserve/stockage à trés court terme avec des rendements interessants." ? Car pourquoi mettre en réserve ou stocker ce qui peut être distribué sur le réseau ? Tu as une idée ?
Merci !!!

[verdifre]

Bonjour,
la gestion d'un reseau c'est adapter l'offre et la demande, actuellement le gestionaire du reseau n'a que trés peu d'influence sur la demande, il doit donc adapter en permanence la production d'electricité aux consommations des usagers.
pour cela il pilote les moyens de production qui sont pilotables, la plupat de ces moyens sont assez lents à reagir, alors quand les eoliennes tournent, de pouvoir en cas de legere surproduction profiter de leur rotor pour stocker "un peu" d'energie est interessant de même en cas de legere sous production.
les grosses eoliennes sont à trés court terme des moyens de production trés stables, si l'eolienne arrete pendant mettons une dizaine de secondes de fournir de l'electricité au reseau, elle va juste enmagasiner l'energie du vent en accelerant un tout petit peu.
inversement si ponctuellement on a une pointe de consommation l'energie emagasinée dans le rotor peut être utilisée pour fournir le reseau. Bien sur cela à des limites, si on fait trop varier la vitesse du rotor en jouant sur l'energie cinetique stockée on s'eloigne du point de fonctionnement optimal et le rendement de la machine s'ecroule
fred

[Goo69]

Justement, pour rebondir sur ta dernière phrase, l'un des intérêts de la génératrice asynchrone (GA) n'est-il pas là, produire de l'électricité dans une plage de rotation fluctuante ?
Quand je fais la liste des ses points positifs trouvés dans différents sites spécialisés, voici ce que ça donne :
. rendement très élevé : 95% de l’énergie absorbée est restituée (pour les grosses éoliennes)
. robustesse
. fabrication simple
. faible coût d’achat
. faible coût d’entretien
Apparemment, on construit de plus en plus d'éoliennes avec des GA (surtout au Danemark).
Est-ce faux ? J'imagine que ça dépend de quoi on parle, petite ou grosse éolienne !?

Je reviens sur ton post précédent où tu dis "tout est une question de dimention, sur une petite eolienne, l'inertie du rotor est faible et souvent negligeable, sur une grosse eolienne l'inertie du rotor est colossale " : est-ce que c'est la masse de chacune d'entre elles qui explique cela ?

J'espère ne pas trop t'ennuyer avec mes questions ...

En tout cas, MERCI !!!

[verdifre]

Bonjour,
pour moi, aux dernieres nouvelles les grosses eoliennes etaient principalement equipées de generateurs synchrones qui montent juqu'a des rendements > 98%
Les machines synchrones , même si elles sont un peu plus couteuses que les asynchrones presentent les mêmes avantages de simplicité et de faible entretient pour un rendement généralement superieur
le moment d'inertie d'un rotor d'eolienne est de la forme kmr² avec k qui depend de la geometrie exacte, la masse et le rayon au carré, c'est donc plutot le rayon de l'eolienne qui est le principal contributeur pour l'augmentation du moment d'inertie
fred

[f6bes]

sur une petite eolienne, l'inertie du rotor est faible et souvent negligeable, sur une grosse eolienne l'inertie du rotor est colossale " : est-ce que c'est la masse de chacune d'entre elles qui explique cela ?

!!

Bj rà toi,
Effectivement c'est la masse de la partie en rotation qui détermine l'inertie récupérable!
Plus c'est lourd , plus il y a de l'inertie.
Un voiture et un train à 50kmh ne s'arréte pas sur les MEMES distances.
A+

[verdifre]

Bonjour,

Effectivement c'est la masse de la partie en rotation qui détermine l'inertie récupérable!
Plus c'est lourd , plus il y a de l'inertie.
Un voiture et un train à 50kmh ne s'arréte pas sur les MEMES distances.

Non , ce n'est pas la masse qui a le role prepondérant
si on double le diametre du rotor et si l'on considere que cela fait doubler sa masse, son moment d'inertie se trouve alors multiplié par 8
en realité la masse fait plus que doubler quand on double le diametre (ou que l'on multiplie par 4 la puissance). La somme des inerties de 4 eoliennes de 50m de diametre est beaucoup plus faible que l'inertie d'une eolienne de 100 m de diametre
fred
rapporté au watt d"eolienne installé, l'inertie est negligeable sur de petites machines et colossale sur de grosses machines

[Goo69]

Bonjour,

Je perçois mieux le principe d'inertie appliqué à l'éolienne grâce à vos réponses respectives.

Si l'on prend 2 éoliennes de 100m de diamètre, une avec des pales en fibre de verre et l'autre avec des pales en aluminium, on aura un meilleur moment d'inertie que 2 ou 4 éoliennes de 50m de diamètre; mais entre le FV et l'alu, en admettant que l'alu est plus lourd ?

Pour refaire le lien avec la production d'énergie et l'inertie, à votre avis, comment calculer la quantité d'énergie nécessaire pour faire passer la rotation de l'éolienne (qui est déjà en rotation dans sa plage de production d'énergie) d'une vitesse A à une vitesse B, avec que B>A (par exemple, passer de 3.000 tr/min à 3.050 tr/min) ?

Merci !!!

[f6bes]

Bonjour,

Non , ce n'est pas la masse qui a le role prepondérant
si on double le diametre du rotor et si l'on considere que cela fait doubler sa masse, son moment d'inertie se trouve alors multiplié par 8
en realité la masse fait plus que doubler quand on double le diametre (ou que l'on multiplie par 4 la puissance). La somme des inerties de 4 eoliennes de 50m de diametre est beaucoup plus faible que l'inertie d'une eolienne de 100 m de diametre
fred
rapporté au watt d"eolienne installé, l'inertie est negligeable sur de petites machines et colossale sur de grosses machines

Bjr ,
Je causais "généralité" et pas spécifiquement "éolien". Il y a aussi si on va par là, l'emplacement de cette masse (prés du centre, ou aux extrémités).
Bonne journée

[invite86c3a745]

Bonjour, Excusez mon intervention car je n' y connais strictement rien en éolienne, ma réponse serait une question à ceux qui sont spécialistes en la matière. Pouvez vous me dire si l' installation d' une éolienne pour maison particulière est efficace en appoint d' énergie ? J' habite en Bretagne Nord et ce n' est pas le vent qui nous manque. Merci pour vos conseils.

[verdifre]

Bonjour,
Sauf conditions exeptionnelles, c'est pour se faire plaisir et pour vivre selon ses convictions, il ne faut pas esperer faire de l'argent avec.
Ceci étant dit tu peux produire une part non negligeable de ton energie, mais si tu veux t'affranchir d'EDF c'est beaucoup plus complexe, stockage et surdimentionnement à prévoir
fred

[invite86c3a745]

Oh misère... faire de l' argent avec EDF ? Pas du tout, ce que je désire est tout simple : plus d' indépendance énergétique en diminuant ma consommation de fuel domestique par des énergies renouvelables avec l' éolien ou le solaire. J' ai depuis 3 ans installé un poêle à bois qui fonctionne tout l' hiver et maintenant mon idée est d' avoir un complément d' énergie renouvelable pour préchauffer l' eau de la chaudière-fuel. Je pourrai envisager un chauffe-eau solaire couplé à la chaudière mais vu l' ensoleillement en Bretagne je ne suis pas certain de son efficacité par rapport à l' éolien qui a l' avantage de fonctionner nuit et jour. Dois je faire appel à un spécialiste indépendant pour faire les calculs prévisionnels ... ou suis je un doux rêveur ?

[verdifre]

Bonjour,
alors commences par le solaire thermique, à titre d'exemple (à ne pas forcément suivre) mon père fait son eau chaude photovoltaique en bretagne nord ( il voulait tout faire tout seul et à plus de 80 ans il ne voulait pas se mettre à la plomberie) cependant avec sensiblement 15 m² il est quasi à l'autonomie pour l'eau chaude (2 personnes) et l'hiver il en envoie une partie sur des convecteurs electriques.
Dans ce cas des capteurs thermiques seraient bien plus rationnels et bien moins chers (ou pour le même investissement tu produit plus d'energie)

Oh misère... faire de l' argent avec EDF ? Pas du tout, ce que je désire est tout simple : plus d' indépendance énergétique en diminuant ma consommation de fuel domestique par des énergies renouvelables avec l' éolien ou le solaire.

les questions d'argent ne sont quand même pas à negliger, ne serait ce que pour pouvoir l'utiliser le plus efficacement possible pour reduire sa consommation d'energie.
fred

[invite86c3a745]

Bonjour et merci Fred pour ta réponse. Tu veux dire que ton père (qui habite pas loiin de chez moi Trégor) a fait installer 15 m2 de panneaux solaires thermiques pour alimenter sa maison en eau chaude et que cela lui suffi ?
Ma femme et moi sommes dans la même configuration que tes parents, 2 vieux à la retraite avec 20 ans de moins... et des enfants et petits enfants qui viennent ensoleiller la maison de temps en temps, nous n' avons donc pas de grosse consommation sauf pour le chauffage. Je pourrai donc faire une installation identique pour la coupler à ma chaudière-fuel et alimenter mon chauffage (par dalle, sol de terre-cuite) et ma consommation d' eau chaude. Cela me simplifierai les choses. Merci de le confirmer.

[verdifre]

Bonjour,
Non, mom pere a installé tout seul (je crois que c'est exactement 12 m²) de pnneaux photovoltaiques pour juste son cumulus. En solaire thermique, juste 3 a 4 m² auraient suffit pour un resultat semblable.
Je te conseilles d'aller faire un tour sur http://www.apper-solaire.org/?Faq.
Par ailleur sur notre forum, http://forums.futura-sciences.com/ha...urs-a-air.html ru as quelques "pointures" en dimentionnement d'installations solaires thermiques.

Un chauffage par le sol est souvent consideré comme une trés bonne chose pour ceux qui veulent envisager un chauffage solaire, c'est la technique dite du PSD http://www.maison-solaire.com/1_3_Le_prode_de.html
bonne lecture et bonnes cogitations
fred

[invite86c3a745]

Merci Fred, j' ai contacté l' APER j' attends la réponse pour savoir si mon projet de coupler solaire-thermique et chaudière-fuel entre dans leur proposition d' installation. Merci. Kénavo. Hervé

[invite04ba8cf1]

Bonjour helies22,
Avez vous pensé à utiliser un poëlle à bois avec bouilleur qui pourrait chauffer (et non préchauffer) toutes les eaux dont vous avez besoin en hiver ? (ECS et radiateurs ou plancher chauffant ) et un panneau solaire à eau pour l'ECS l'été .Je pense que vouloir faire du chauffage avec les énergies renouvellables (éolien ou photovoltaïque) est une hérésie.Réservez votre éolienne et quelques panneaux solaires silicium pour votre conso. électrique hors chauffage.Je fonctionne comme ça sans edf du tout depuis 20 ans et ça marche bien.
Denis

[verdifre]

Bonjour,

Je pense que vouloir faire du chauffage avec les énergies renouvellables (éolien ou photovoltaïque) est une hérésie.Réservez votre éolienne et quelques panneaux solaires silicium pour votre conso. électrique hors chauffage.Je fonctionne comme ça sans edf du tout depuis 20 ans et ça marche bien.

contrairement à l'electricité, la chaleur se stocke trés bien à court terme, surtout en site isolé, que fait tu de la production exedentaire quand les batteries sont pleines ? Mettre la dump load de l'eolienne dans un ballon d'eau est il me semble une bonne solution. Je ne dit pas que cela doit être la fonction première de l'eolienne, mais cela peut permettre d'economiser quelques buches et de ne pas dissiper en pure perte un eventuel exedent.
Il faut aussi prendre en compte que le chauffage electrique à partir d'energie renouvelables necessite pas ou peu d'electronique, une résistance accepte n'importe quelle forme de courant
Un dernier point, dans le cas de l'ECS il est évident que le solaire thermique est à privilegier, cependant il peut souvent être surdimentionné car son rendement est moins bon dans les "hautes" temperatures. Dans ce cas il peut être interessant de le completer jsute pour la partie "haute temperature" par un appoint photovoltaique solaire dont le rendement est independant de la temperature de l'eau
Je pense peut être comme un hérétique mais je suis persuadé que les meilleurs résultats sont obtenus par un mix d'energies.
Inversement, pour le chauffage , il faut aussi penser cogénération. Bref, une gestion globale des energies plutot que des energies dédiées à telle ou telle fonction
fred

[invite86c3a745]

Mon projet évolue doucement vers un mixte pour l' ECS par "solaire thermique" couplé à l' existant "chaudière fuel". Le prix est évidemment important mais j' ai le grand "défaut" (ou QUALITE !) de ne pas avoir la même même ligne de conduite que Cécile Duflot en acceptant le prix le plus bas "AREVA-PS"... Je privilégie un investissement plus cher certe, mais qui me permet de dormir l' esprit clair quand mes petits enfants viennent à la maison.

[invite04ba8cf1]

Bonjour Fred,et merci pour votre réponse,
Il y a quelques temps je pensais comme vous.Je possède 20 m2 de panneaux photovoltaïques,et en été,la production est largement supérieure à ma conso. J'ai pensé envoyer le surplus dans mon cumulus via la résistance de 2kw.J'ai déconnecté le système hydraulique du panneau à eau chaude et je n'ai laissé que la résistance pou voir.L'eau ne faisait que tiédir,dans le meilleur des cas(soleil plein pot,batteries pleines à 10h du mat,donc tout le surplus pour chauffer l'eau ).En hiver,je n'ai pas de surplus de courant.Sachant que le panneau à eau chaude (2m2 pour 200litres ) arrive à lui tout seul à porter le volume à ébulition les jours de grand soleil,j'ai tout débranché.Sans compter que ça faisait tourner le convertisseur plein pot (2kw)
et que lorsque j'utilisais une machine dans l'atelier,il fallait penser à couper l'alim du chauffe eau sous peine de surcharger le convertisseur.
Les panneaux photovoltaïques supportent de ne débiter sur rien lorsque le régulateur coupe la charge des batteries.L'énergie est perdue.
Par contre pour l'éolienne,qui n'est pas un modèle autorégulé de fait (darrieus de 5kw) doit avoir son énergie dissipée dans la résistance de délestage (protection box SMA) et il est tentant d'utiliser ce surplus quelque part. Le plus simple: la placer dans la salle de bain,qui est un petit volume à chauffer.Le pb est qu'elle ne produit que très rarement 5kw !
Et de toute façon,en hiver,le poëlle à bois fonctionne en permanence,et suffit largement à chauffer toute la maison(et l'eau sanitaire).On ne peut pas arrêter le poëlle lorsque l'éolienne se met à produire un peu de surplus.Et en été,le panneau à eau se suffit à lui même.
Il n'empêche que vous avez raison de chercher à utiliser ces surplus d'électricité.
Cela fait des années que je cogite et j'ai trouvé deux solutions (simples)
La première,c'est d'actionner un compresseur d'air qui remplit une cuve de 5000 litres ainsi je dispose d'air comprimé en permanence dans l'atelier,et c'est bien pratique(gonflage des pneus,nettoyage des machines à bois etc...)
Mais la réserve de 5000 l arrive encore à se remplir ....
La deuxième et de loin la meilleure,c'est de recharger une voiture électrique.Et là,vous pourrez revaloriser largement votre surplus car une voiture électrique consomme autour de 200 Wh/km.Ce qui fait beaucoup:La voiture va absorber largement votre surplus.Il faut juste que les batteries de la voiture acceptent le biberonnage,ce qui semble être le cas pour le lithium-fer-phosfate.J'ai déjà la voiture,il me manque les batteries.
Bonne journée
Denis

[invite04ba8cf1]

Pardonne moi Fred d'être aussi long,mais il y a tellement à dire sur ce sujet...
Encore autre chose,
Entièrement d'accord pour mixer un max d'énergies dites "renouvellables" contrairement à celles qui ne le sont pas (sic)
Par définition elles sont diffuses et intermittentes.Si on arrive à mixer et à stocker,on résout le problème.Le plus difficile étant le stockage.
Pour arriver à ça on a OBLIGATOIREMENT besoin d'électronique.Il ne faut pas en avoir peur.L'électronique permet de superviser et de gérer au plus près les productions,le stockage,et les consommations.Et même l'informatique doit être mise à contribution.A moins que tu n'aies que ça à faire,rester devant ton pupitre de contrôle et ouvrir ou fermer les vannes,couper la charge des batteries,mettre en route l'onduleur,arrêter l'éolienne,ouvrir les vannes de la turbine hydro,démarrer le circulateur du plancher chauffant,etc.. etc et tout ça en temps réel et simultanément...
Courage,on va y arriver
Denis