TIPE efforts eolienne

[clem6801]

Bonjour,

Actuellement en spé PSI, la tradition oblige l'épreuve des TIPE. J'ai choisi d'étudier les éoliennes plus précisément pourquoi la plupart des éoliennes ont 3 pales. Pour cela, je pensais m'appuyer sur différents conséquences : puissance récupérable (qui après étude, le nombre de pales n'influence pas grandement, à part sur la vitesse minimale du vent nécessaire au début de rotation de l'éolienne dû au poids des pales), les contraintes mécaniques (avec les efforts que subi le moyeu et les pales), (et la stabilité ?)

Cependant, je n'arrive pas à déterminer ces efforts. J'aimerais alors savoir comment calculer chaque effort sur une pale.
Pour cette étude, je pense travailler sur 3 configurations : 2 pales, 3 pales puis 4 pales ( ou 5)
De plus, est-ce que le calcul des efforts sur une pale se généralise pour une éolienne à n pales ?
Après plusieurs recherchent, j'ai remarqué que pour les éoliennes à 2 pales, les efforts étaient importants du fait que l'une des pales soit en haut (vitesse du vent plus élevée) et donc l'autre en bas. Mais comment le montrer par des calculs ?
Concernant la stabilité de l'éolienne, est-elle vraiment calculable ? Par une étude barycentrique (que je ne sais pas comment effectuer)? ou est-ce une conséquence des contraintes mécaniques ?

NB : Pour ce TIPE, j'effectue l'hypothèse que la vitesse du vent est constante.
Concernant l'expérience, je pensais construire une maquette d'éolienne, la soumettre à un vent constant, et étudier sa vitesse de rotation suivant le nombre de pale. Pour cela, un "simple" constat à oeil nu (ou caméra) est-il rigoureux ? (Sinon j'avais penser à relier une ampoule à l'éolienne et regarder son intensité, mais je ne sais pas si cela est possible ???? )
Les eoliennes étudiées sont celle à axe horizontale.

Merci pour vos réponses, et bonne journée !
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[Dynamix]

Salut

Cependant, je n'arrive pas à déterminer ces efforts. J'aimerais alors savoir comment calculer chaque effort sur une pale.

Documente toi sur le fonctionnement d' une aile d' avion .
Autre voie (complémentaire) : la théorie de Froude .

Pour cette étude, je pense travailler sur 3 configurations : 2 pales, 3 pales puis 4 pales ( ou 5)

Le nombre de pale modifie le rendement du fait de l' interférence entre les pales .
Phénomène difficile à mettre en équation .

étudier sa vitesse de rotation

Sans grand intérêt .
Une éolienne , c' est un générateur d' énergie .
LE paramètre important , c' est donc l' énergie qu' elle produit .
Une mesure de la seule vitesse de rotation n' apporte pas grand chose si elle n' est pas associée à une mesure du couple .

[clem6801]

merci de votre réponse,

J'ai essayé de chercher sur internet des informations sur la theorie de Froude, mais je n'arrive pas très bien à la comprendre... Elle repose sur la conservation de quantité de mouvement et sert à la détermination des perfomances (couplée avec la limite de Betz), est-ce bien cela ? Connaissez-vous un livre/site internet expliquant bien cette théorie ?

Concernant l'interférence entre les pales, je ne vois pas non plus comment déterminer la force créée par "la pale précédente". Quelqu'un aurait-il des informations à ce sujet ?

Pour mon expérience et la mesure de vitesse de rotation, je suis d'accord avec vous. Je pense utiliser la formule Puissance=Couple x vitesse angulaire, cependant, je ne vois pas comment mesurer le couple, avez-vous des idéees ?

Merci

[calculair]

Bonjour

Je te conseille de taper sur GooGle Rapport N° 620 du NACA

Tu y trouveras le lien entre les caractéristique de l'hélice, la puissance, la vitesse de rotation.. etc

Il faut sans doute un peu réfléchir comment adaptée aux éoliennes. Je pense que si tu dits que la puissance motrice = la puissance fournit par l'air à l'hélice, ces courbes sont réutilisables.

[A voir en vidéo sur Futura]

[clem6801]

Bonjour,

Merci de votre réponse. Je vais aller sur ce site dès que je pourrais

Bonne journée