prise de note
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Les Eoliennes I) Du vent a l’énergie Intro : - moulin à vent - les années 1970 recherches sur les éoliennes car choc petrolier - l'énergie mécanique en énergie électrique - les années 1970 recherches sur les éoliennes car choc petrolier - place dans la production mondiale très faible - cause : coût pour des rendements inférieurs aux autres énergies polluantes ou dangereuse - de nos jours pays esaaye de faire des efforts 1) la composition de l’éolienne a) La coupe b) Description de l’éolienne diaporama -pale -moyeu -arbre primaire -multiplicateur -arbre secondaire -génératrice ou alternateur -refroidisseur d’alternateur -anémomètre -transformateur -châssis 2°Le fonctionnement Grande eolienne : -rotor , nacelle , tour -rotor 3pales regularité des efforts, apparence visuelle (fibre de verre + fibre carbone) -30 tours/min constant -nacelle génératrice 1500tours/min multiplicateur *50 -tour treillis métallique ou monotube(échelle) + fréquent transformateur pieds 2 éolienne rotor axe verticale darrieus mais rare abandoné 3° Les conditions optimales a) Sur le plan géographique -disposition géométrique simple, équidistant ou forme du paysage (montagne comme on peu) photo -plateau ou colline (hauteur +vent) -plaine (non obstacle naturelle ou artificiel) -vent dominant b) Sur le plan de la taille de l éolienne -grandes éoliennes (60m totale) mm structure globale que petite Sauf petite : - + bruit 3 pas multiplicateur 4 dangereux car artisanal 5 + cher qualité/prix c)L’échelle de beaufort Amiral anglais, Francis Beaufort (1774-1857) elle exprime la force du vent mesurée en degrés Beaufort, à une hauteur de 10 mètres au dessus d'un terrain plat et découvert -varie de 0 à 12 calme/ ouragan -force 7 grand frais système de sécurité s’enclenche 4) Relations physique a)Quelques formules La surface (m2) balayée est ∏*r2 Or v=e/1 Dc Le volume d'air traversant l'éolienne est ∏*r2*e M(kg) = v(m^3) * d(kg/m^3) M(kg) = ∏* r2(m^2) * e(m) * d(kg*m^3) Ec= ½ m v² La puissance P (en watt) est la quantité d'énergie par seconde, Or, e par seconde = v, P = ½ * ∏* r2 * v * d * v2 et la densité (en kg/m3) de l'air, soit 1,225 kg/m3 d’où Pa= 1,924 * r2 * v3 la puissance est directement proportionnelle à la surface, mais surtout au cube de la vitesse. Toute la puissance n’est pas recueilli par l’éolienne ( vent non nulle ) comme le traduit la formule de Betz Pmax = 16/27 Pa D’où Pmax = 1,14 * r2 * v3 b)Cas pratique Pprat < Pmax il y a plusieurs étapes de conversion d'énergie, chacune avec un rendement propre : hélice (85%), multiplicateur (95%), générateur (98%), transformateur (98%) - redresseur (98%), stockage, distribution. Bref, le rendement optimal est de 70 à 60%. Cependant, en pratique, tous les organes ne sont pas à leur rendement maximum en même temps, ce qui réduit encore le rendement global. On considère celui entre 55 - 50% pour une éolienne "industrielle" et 40 - 25 % pour une éolienne "artisanale" Pprat ~ 0,627 * r2 * v3 Pprat ~ 0,456 * r2 * v3 Mais constructeur bloque a un Pn (Puissance nominal) 12 ou 25 m/s idem Une perte énorme, à première vue mais puissance ne prend le temps Donc pour + énergie vaut mieux un Pn II) Les Eoliennes et les conséquences sur l’environnement 1/ Les conséquences positives a) Les Limites production en fonction du vent pas de la demande solution : stockage de l'energie ou installation d u'n groupe electrogene mais cela augmente el cout problemes : inconstance de la puissance fournie -si inferieur, on doi ajouter une nouvelle source (groupe elctrogene) -si superieur, systeme de regulation pour maintenance de la tension a cose de ces contraines :les petits reseaux negligé
