TP chaine energetique - Eolienne.pdf

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<ul><li><p>BTS CRSA PICQUET Frdric Page 1 </p><p>TP ENERGIE n1 : </p><p>ETUDE D'UNE CHAINE ENERGETIQUE </p><p>DIMENSIONNEMENT D'UNE MINI EOLIENNE </p><p>Septembre Octobre Novembre Dcembre Janvier </p><p>Rapport au programme : 1.1 Energie et puissance </p><p> Bilan nergtique - Chane nergtique </p><p> Rendement (efficacit) </p><p> 1.2 Conversion d'nergie </p><p> Production de l'nergie lectrique </p><p> Conversion de l'nergie lectrique </p><p> Stockage de l'nergie </p><p>PRESENTATION </p><p>La socit "TOUTPARNET" installe dans la rgion Nord-Pas de Calais </p><p>dveloppe une multitude de services par internet. </p><p>Leur dernier projet est d'implanter en plusieurs lieux de la rgion, des </p><p>stations mtorologiques qui fourniraient aux abonns, en temps rel, </p><p>toutes les informations concernant les conditions climatiques. </p><p> PROBLEMATIQUE </p><p>Technicien conception dans cette socit, vous avez en charge de choisir </p><p>la source d'nergie lectrique ncessaire l'auto-alimentation de la </p><p>station. </p><p>Aprs une tude comparative des dures de production du photovoltaque et de l'olien dans la </p><p>rgion, vous tudierez la chaine nergtique afin de dimensionner au mieux le dispositif retenu. </p><p>C1 : Sapproprier C2 : Analyser C3 : Raliser C4 : Valider </p><p>C5 : Communiquer </p><p>C6 : Etre automne et faire </p><p>preuve dinitiative </p></li><li><p>BTS CRSA PICQUET Frdric Page 2 </p><p>APPROPRIATION </p><p>1. En vous aidant des tableaux fournis en annexe, justifier le choix de l'olien. A quelle grandeur physique fait-on rfrence en multipliant la puissance produite par la dure </p><p>de production annuelle ? </p><p>2. Quel est le souci pos par l'intermittence de la production ? Comment pallier cela ? </p><p>3. La solution retenue pour ce problme d'intermittence, est d'utiliser des batteries d'accumulateurs. Celles-ci devront : </p><p> Etre fonctionnelles hiver comme t ; </p><p> Accepter un nombre maximal de charges et de dcharges ; </p><p> Occuper le volume le plus faible possible. </p><p>Pour quelle technologie opter ? </p><p>Les batteries d'accumulateurs devront dlivrer 48V continu. Combien d'lments faut-il </p><p>associer en srie pour cela ? </p><p>4. La station mtorologique sera constitue : </p><p> Les instruments de mesure proprement dits (anmomtre, baromtre, pluviomtre, thermomtre ...) consommant une puissance lectrique nominale de 250W ; </p><p> Une unit de supervision, associe une camra de surveillance consommant une puissance lectrique nominale de 350W ; </p><p> Une unit de transmission-rception des informations et commandes consommant une puissance lectrique nominale de 120W ; </p><p> Le chargeur et les batteries consommeront une puissance maximale de 300W. </p><p>Dterminer la puissance lectrique ncessaire au fonctionnement de la station. L'olienne </p><p>devra-t-elle fournir cette mme puissance ? Justifier votre rponse. </p><p>5. Quel dispositif est ncessaire pour alimenter l'ensemble de l'appareillage lectrique en courant alternatif en l'absence de vent, et donc partir des batteries ? </p><p>Ce dispositif tant quasi idal (rendement unitaire), estimer le volume minimal de batterie </p><p>ncessaire pour faire fonctionner le dispositif complet pendant 4 heures. </p></li><li><p>BTS CRSA PICQUET Frdric</p><p>L'tude exprimentale sera faite partir du logiciel de simulation PSIM. Les schmas de</p><p>simulations seront partiellement fournis.</p><p>1. Afin d'tudier la puissance et pour une inclinaison optimale des ples</p><p>public/Sciences physiques)</p><p>Proposer un protocole pour dterminer la puissance dlivre par </p><p>vitesse du vent (0 &lt; v &lt; 25m.s</p><p>couple maintenu sa valeur nominal</p><p>(0 &lt; pitch(p) </p></li><li><p>BTS CRSA PICQUET Frdric</p><p>3. Reprsenter la chane nergtique complte du systme, la grandeur d'entrpuissance fournie par le </p><p>chacun des constituants de l'installation</p><p>La puissance dlivre par le vent tant donne par</p><p>S : Surface balaye par les ples mesurant 3m de diamtre dans notre cas (en m</p><p>v : vitesse du vent en m.s-1</p><p>Quels sont les mesures et/ou les calculs </p><p>nergtique, en indiquant </p><p>transformation, et les rendements des </p><p>1. Effectuez les essais permettant de relever la puissance mcanique dveloppe en fonction de la vitesse du vent. </p><p>Dressez un tableau de mesures, donnant en fonction de la vitesse du vent, la puissance </p><p>mcanique dveloppe et l'inclinaison optimale des ples.</p><p>2. A partir du schma permettant l'tude de la chane nergtique, lancer la simulation (cliquer "show probe's value during simulation" dans les blocs de mesure et "run free" dans simulation </p><p>control) puis modifier le rapp</p><p>1500tr.min-1</p><p>. </p><p>Effectuez les essais permettant de rpondre la problmatique, c'est dire chiffrer la </p><p>puissance mcanique ncessaire, </p><p>1. Donner la vitesse du vent partir de laquelle l'olien dveloppe sa puissance mcanique nominale. </p><p>Que faire, si la vitesse du vent est infrieure ce seuil pendant plus de 4 heures ?</p><p>2. Donner le rendement global de l'installation, et la puissance mcanique nfonctionnement de l'appareillage complet</p><p>Ci-dessous, sont fournies </p><p>NHEOLIS. Proposer, en argumentant, un choix d'olienne.</p><p>Frdric </p><p>Reprsenter la chane nergtique complte du systme, la grandeur d'entr</p><p> vent, la grandeur de sortie tant la puissance lectrique fournie </p><p>hacun des constituants de l'installation. </p><p>La puissance dlivre par le vent tant donne par la relation de Betz :</p><p>Pvent = 0,363.S.v3 </p><p>S : Surface balaye par les ples mesurant 3m de diamtre dans notre cas (en m</p><p>1, la vitesse de rfrence sera choisie 10m.s</p><p>les mesures et/ou les calculs effectuer pour complter</p><p>nergtique, en indiquant toutes les puissances intermdiaires qui rsultent d'une </p><p>transformation, et les rendements des diffrents convertisseurs. </p><p>REALISER </p><p>Effectuez les essais permettant de relever la puissance mcanique dveloppe en fonction de </p><p>Dressez un tableau de mesures, donnant en fonction de la vitesse du vent, la puissance </p><p>et l'inclinaison optimale des ples. </p><p>schma permettant l'tude de la chane nergtique, lancer la simulation (cliquer </p><p>"show probe's value during simulation" dans les blocs de mesure et "run free" dans simulation </p><p>control) puis modifier le rapport de la gear box pour obtenir une vitesse de rotation de </p><p>Effectuez les essais permettant de rpondre la problmatique, c'est dire chiffrer la </p><p>puissance mcanique ncessaire, puis complter la chane nergtique</p><p>VALIDER, COMMUNIQUER </p><p>ner la vitesse du vent partir de laquelle l'olien dveloppe sa puissance mcanique </p><p>Que faire, si la vitesse du vent est infrieure ce seuil pendant plus de 4 heures ?</p><p>Donner le rendement global de l'installation, et la puissance mcanique n</p><p>fonctionnement de l'appareillage complet. </p><p> les caractristiques de quelques modles d'olienne fabrique par </p><p>. Proposer, en argumentant, un choix d'olienne. </p><p>Page 4 </p><p>Reprsenter la chane nergtique complte du systme, la grandeur d'entre tant la </p><p>la puissance lectrique fournie </p><p>: </p><p>S : Surface balaye par les ples mesurant 3m de diamtre dans notre cas (en m2) ; </p><p>, la vitesse de rfrence sera choisie 10m.s1 ; </p><p>pour complter la chane </p><p>toutes les puissances intermdiaires qui rsultent d'une </p><p>Effectuez les essais permettant de relever la puissance mcanique dveloppe en fonction de </p><p>Dressez un tableau de mesures, donnant en fonction de la vitesse du vent, la puissance </p><p>schma permettant l'tude de la chane nergtique, lancer la simulation (cliquer </p><p>"show probe's value during simulation" dans les blocs de mesure et "run free" dans simulation </p><p>ort de la gear box pour obtenir une vitesse de rotation de </p><p>Effectuez les essais permettant de rpondre la problmatique, c'est dire chiffrer la </p><p>complter la chane nergtique. </p><p>ner la vitesse du vent partir de laquelle l'olien dveloppe sa puissance mcanique </p><p>Que faire, si la vitesse du vent est infrieure ce seuil pendant plus de 4 heures ? </p><p>Donner le rendement global de l'installation, et la puissance mcanique ncessaire pour le </p><p>modles d'olienne fabrique par </p><p>V</p><p>W/kWh</p><p>kWhW</p></li><li><p>BTS CRSA PICQUET Frdric</p><p>PU</p><p>ISS</p><p>AN</p><p>CE</p><p> GE</p><p>NE</p><p>RA</p><p>TR</p><p>ICE</p><p>(W) </p><p>VIT</p><p>ES</p><p>SE</p><p> DE</p><p> RO</p><p>TA</p><p>TIO</p><p>N D</p><p>ES</p><p>PA</p><p>LES</p><p> (tr</p><p>.min</p><p>-1) </p><p>NH1000 1000 480 1200</p><p>NH1500 1500 600 1500</p><p>NHT1300 1300 600 1000</p><p>NHT1800 1800 600 1500</p><p>Frdric </p><p>VIT</p><p>ES</p><p>SE</p><p> DE</p><p> RO</p><p>TA</p><p>TIO</p><p>N D</p><p>E </p><p>L'A</p><p>RB</p><p>RE</p><p> (tr</p><p>.min</p><p>-1) </p><p>DIA</p><p>ME</p><p>TR</p><p>E D</p><p>U R</p><p>OT</p><p>OR</p><p>(m) </p><p>TE</p><p>MP</p><p>ER</p><p>AT</p><p>UR</p><p>E D</p><p>E </p><p>FO</p><p>NC</p><p>TIO</p><p>NN</p><p>EM</p><p>EN</p><p>T (</p><p>C) </p><p>TY</p><p>PE</p><p> DE</p><p> FR</p><p>EIN</p><p>1200 1,5 -20 60C MECANIQUE</p><p>1500 2,4 -20 60C ELECTROMAGNETIQUE</p><p>1000 2.2 -5 40C MECANIQUE</p><p>1500 2.5 -5 40C ELECTROMAGNETIQUE</p><p>Page 5 </p><p>PR</p><p>IX H</p><p>.T </p><p>MECANIQUE 7200 </p><p>ELECTROMAGNETIQUE 8400 </p><p>MECANIQUE 8100 </p><p>ELECTROMAGNETIQUE 9300 </p></li><li><p>BTS CRSA PICQUET Frdric</p><p>Frdric </p><p>ANNEXE </p><p>Page 6 </p></li></ul>