Evaluation du potentiel éolien et analyse de la Productibilité

M1GEER 2019/2020
École Supérieure de Technologie et de
Management de Dakar
Département Génie Électrique et
Énergies Renouvelables
THEME :
Evaluation du potentiel éolien et analyse de la
Productibilité
Présenté par : Papa Assane Ndiaye et Abdoulaye
Diop Sané
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M1GEER 2019/2020
Plan d’étude du projet :
INTRODUCTION
A-PRESENTATION
B-TRAVAIL A FAIRE
CONCLUSION
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INTRODUCTION
Face aux problèmes posés par les énergies fossiles et par la fission nucléaire, la première et
meilleure réponse possible serait d’économiser l’énergie et de l’utiliser avec parcimonie, en
évitant de la gaspiller. Mais l’homme ne pourra pas se passer d’elle. C’est pourquoi, il doit
obligatoirement développer les moyens de substitution déjà existants et en chercher de
nouveaux. Ces moyens de substitution dont on parle, ce sont bien sûr les « énergies
renouvelables ».
Parmi celles-ci, l'énergie éolienne apparaît clairement en bonne place, non pas en
remplacement des sources conventionnelles, mais comme énergie d'appoint. Cette énergie
offre deux grands avantages, puisqu'elle est totalement propre et renouvelable.
A-PRESENTATION
Dans le cadre d’une étude de faisabilité d’un projet éolien, les données de vent ont été
collectées à Touba. Les mesures sont effectuées par pas de 1 min du 06/09/2016 au
01/10/2017. L’objectif de ce projet est d’évaluer le potentiel éolien et d’étudier la faisabilité
de l’exploitation du potentiel pour la production d’électricité à l’aide d’aérogénérateurs
adaptés. Le traitement des données seront faits à l’aide de Microsoft Excel, Matlab ou Wasp.
En utilisant les données de vent mesurées,
1. Calculer le taux de couverture des données ;
2. Calculer la vitesse moyenne sur la période de mesure ;
3. Déterminer la variation journalière de la vitesse moyenne de vent;
4. Tracer sur la même figure la distribution de Weibull et la distribution réelle
5. Tracer la rose de vent dans 12 secteurs, quel est la direction dominante de vent ;
6. Calculer l’énergie produite par l’éolienne en annexe
7. Déterminer la puissance disponible dans le vent (1 à 20 m/s) avec les pales de l’éolienne
donnée en annexe.
8. Calculer le coefficient de puissance correspondant à chaque vitesse de vent ;
9. Tracer sur la même figure la courbe du coefficient de puissance de l’éolienne
10. Déterminer l’énergie produite par l’éolienne, sur la période de mesures ;
11. Calculer le facteur de capacité ou d’utilisation moyenne de l’aérogénérateur ;
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12. Le site est-il propice à l’installation des éoliennes pour la production d’électricité avec
cette éolienne ? Argumenter vos propos.
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B- TRAVAIL A FAIRE
1. Calcul du taux de couverture des données
Le taux de couverture des données sur la période de mesure est 98%
2. Calcul de la vitesse moyenne sur la période de mesure
Moi
sep
oct
nov
déc.
jan
fév.
s
mar
avr
mai
juin
juil.
aout sep
oct
5,2
4,43 4,44 3,45 2,88 2,22 1,62
.
Vite 2,2
2,4
2,9
3,9
4,04 4,7
4,7
sse
(m/
s)
La vitesse moyenne sur la période de mesure est égale à 3.75m /s
3. Déterminons la variation journalière de la vitesse moyenne de vent
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4. Tracé de la distribution de Weibull et de la distribution réelle
6
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5. Tracé de la rose de vent dans 12 secteurs
La direction dominante du vent correspond au secteur 11.
6. Calcul de l’énergie produite par l’éolienne en annexe
En faisant des projections on a :
Vitesse
1 2 3,5 4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 15 16 17
(m/s)
Energie
0 0 50
110 160 225 280 315 330 290 255 190 140 90 60 40 25
(kWh/an)
18
19
20
12
6
0
L’énergie produite par l’éolienne est égale à 2578 kWh/an.
7
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7. Déterminons la puissance disponible dans le vent (1 à 20 m/s) avec les pales de
l’éolienne donnée en annexe.
Vitesse
1
2
3,5
4
5
6
7
8
9
10
0,004
0,03
0,18
0,27
0,53
0,92
1,45
2,17
3,09
4,24
(m/s)
Puissance
disponible
(kW)
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
5,64
7,33
9,32
11,64
14,3
17,37
20,84
24,73
29,09
33,92
8. Calculons le coefficient de puissance correspondant à chaque vitesse de vent
Vitesse (m/s)
Puissance récupérable (kW)
Coefficient de puissance (%)
1
0
0
2
0
0
3,5
0,05
27,78
4
0,09
33,33
5
0,12
22,64
6
0,2
21,74
7
0,3
20,6
8
0,4
18,43
9
0,5
16,18
10
0,63
14,86
11
0,75
13,3
12
0,82
11,19
13
0,9
9,66
14
0,91
7,81
15
0,93
6,50
16
0,95
5,50
17
0,95
4,56
18
0,95
3,84
8
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19
0,95
3,27
20
0,95
2,80
9. Courbe du coefficient de puissance de l’éolienne
Courbe du coefficient de puissance de l’éolienne
10. Déterminons l’énergie produite par l’éolienne, sur la période de mesures
La puissance moyenne récupérable est 𝑃𝑚𝑜𝑦 =0,57 kW donc l’énergie moyenne produite par
l’éolienne est :
𝐸𝑚𝑜𝑦 =
0,57 × 24 × 365,25
= 5 𝑘𝑊ℎ/𝑎𝑛
1000
11. Calcul du facteur de capacité ou d’utilisation moyenne de l’aérogénérateur
On a : Cf =
Pmoy
Pn
=
0,57
1
= 0,57
12. En se basant sur les données du site et sur les caractéristiques de l’éolienne on peut
dire que le site est propice à l’installation des éoliennes pour la production d’électricité avec
cette éolienne. En effet, la vitesse correspondant à celle de la direction dominante de vent est
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égale à la vitesse nominale de vent et de plus on peut également dire que la puissance de
sortie est relativement stable (près de la limite de conception de l'éolienne) avec un facteur de
capacité assez élevé.
CONCLUSION
Dans ce travail, nous nous somme intéressés à l’évaluation du potentiel éolien et l’étude de la
faisabilité de l’exploitation du potentiel pour la production d’électricité à l’aide
d’aérogénérateurs adaptés. Cependant pour faire cette étude il faudrait les données du site et
les caractéristiques de l’éolienne.
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