Estimation de la production d'une petite éolienne

Bonjour à tous,

Je souhaite créer un outil susceptible d’évaluer au mieux la productivité des éoliennes de moyenne puissance (dans la gamme comprise entre 10kW et 100kW), en combinant la courbe de puissance de l’éolienne et la répartition des vents sur le site d’implantation prévu… Et cela sans faire de campagne de mesure sur le site !
Je sais que modéliser une répartition des vents est illusoire et que la réalité sera assez éloignée de la réalité, mais le but n’est pas de certifier une production, seulement de l’estimer pour différentes éoliennes soumises au même régime de vents.

Je dispose pour la région d'une carte des vents avec un maillage de 1 km de côté. Elle indique, pour chaque élément du maillage, la vitesse moyenne à 10m, une rose des vents et le coefficient de forme de la distribution de Weibull.

Bref, je vais baser le calcul de la production sur la reconstitution de la distribution statistique de la vitesse des vents à partir de la moyenne de cette vitesse et du coefficient de forme de cette distribution. En corrigeant, préalablement au calcul de la production, les vitesses du vent en fonction de la hauteur du mât et des particularités du site…

Et c’est là que mes questions commencent…

Pour corriger les vitesses du vent, je dois à priori tenir compte de la hauteur du mât et de la rugosité (cisaillement du vent), des obstacles et du relief (orographie).Il y a-t-il un autre paramètre important ?

Pour déterminer les corrections à apporter pour tenir compte de la hauteur du mât et de la rugosité, je dispose d’un modèle logarithmique (ou exponentiel, cela dépend comment on regarde la courbe) : V(x)=Vref*(x/hauteur de ref)exp.alpha
Avec alpha qui varie entre 0,07 (faible rugosité) et 0,4 (forte rugosité)
Mais je n’ai pas beaucoup d’éléments pour évaluer précisément alpha…
Qu’en pensez-vous.. ? Disposez-vous d’un autre modèle mathématique, basé par exemple sur la longueur ou la classe de rugosité? Et comment évaluer au mieux cette rugosité… ?

Pour tenir compte des obstacles et du relief, il faut visiblement faire appel à un programme de calculs très complexes (type WindPRO), basés sur une rose des rugosités et sur les particularités du relief. Il y a-t-il des méthodes empiriques simples ou des logiciels accessibles librement?

Le vent souffle plus la journée que la nuit. Cela a de l’importance puisque que l’électricité diurne est vendue plus chère que l’électricité nocturne. Comment répartir la production.. ?

Enfin, comment savoir si la courbe de puissance fournie par le fabriquant est valable ;
il y a-t-il une norme de certification pour ces petites éoliennes? La la norme IEC 61400-12 (Wind turbine standards) s'applique-t-elle à ces éoliennes et est-elle utilisée?

D’avance, je vous remercie pour l’attention que vous portez à ce message et pour les conseils que vous pourrez me donner.

Guy :mrgreen:

Pas de réponse, je ne suis pas un technicien du sujet, mais bon courage pour ton projet.

Salut,

Tu as pensé au logiciel libre "
Openwind"
? http://www.awsopenwind.org/

R.

Bonjour Reza,

Merci pour le lien, je ne connaissais pas..!
J'ai téléchargé le programme et le tutoriel. Je m'y "
colle"
aussi vite que possible pour voir si je peux l'utiliser.
Je vous tiens au courant...

Guy :mrgreen:

Voilà,j'ai regardé un peu ce logiciel...
Bien, mais sauf erreur de ma part il nécessite d'avoir à disposition des séries de données sur le relief qui dépassent la simplicité de l'outil que je dois créer.. Je m'intéresse juste à l'environnement proche car l'analyse ne concerne que les petites éoliennes.

Bon, je vais créer, dans un premier temps, un fichier Excel le plus complet possible. Je vous le soumettrai pour avis.
Ensuite, je tâcherai de le transformer en une application en ligne ou en un logiciel exécutable.

Guy :mrgreen:

L'éolienne Aircon A10S avec une puissance nominale de 12.2kw fournie avec une vitesse de vent moyenne de 4.66m/s sur l'année 19 000 kwh. Le nouveau onduleur permet une augmentation du rendement de 15%. La A10S est fiable, performante et conçue comme une grande éolienne. L'entrainement direct du générateur SPARK fait partie de la robustesse de la machine. La A10S est silencieuse et le nouveau onduleur n'émet aucun son.

Le concessionnaire pour la France
Joachim Rauhut

Et si tu décris simplement un relief plat ?

Le fichier Excel avec la reconstitution de la distribution de Weibull est opérationnel et donne déjà des résultats intéressants. Je reconstitue la distribution dans chaque secteur de la rose des vents (j'en ai pris 12 pour l'instant) en me basant sur la vitesse moyenne et le facteur de forme de la distribution. Je corrige préalablement la vitesse moyenne à l'aide de la rugosité particulière au secteur et de la hauteur du mât. En croisant les résultats avec la courbe de puissance de l'éolienne, je détermine ensuite la production de chaque secteur en fonction de sa fréquence et j'intègre cela sur toute la rose des vents. Reste à corriger la vitesse moyenne qui est à la base du calcul dans chaque secteur avec les obstacle et l'orographie.
Je cherche les ressources méthodologiques pour pouvoir calculer ces corrections. Je trouverai!
Guy :mrgreen:

Remarque...
Pour calculer la vitesse moyenne du vent sur le site, je fait l'hypothèse que le longueur de rugosité à la station météo de référence est faible (0,055m - classe 1,5), je calcule la vitesse moyenne à 150m (je fais l'hypothèse qu'à cette hauteur, la vitesse ne dépend plus que faiblement de la rugosité) et je "
redescend"
à la hauteur de la nacelle en tenant compte de la rugosité du site...
Que pensez-vous de cette approximation?
J'utilise la formule v(h)=v(href)*ln(h/z)/ln(href/z) que j'ai trouvé [url=à la page 305 du bouquin "
Systèmes énergétiques"
(Gérard Sarlos, Pierre-André Haldi, Pierre Verstraete) consulté sur GoogleBook][/url]

Guy :mrgreen:

Salut,

Le profil logarithmique (qui provient d'une analyse dimensionelle près du sol) est défini par:

u(z)=(ufrict/Kappa)*ln(z/z0)

où ufrict est la "
friction velocity"
->
http://www.cfd-online.com/Wiki/Friction_velocity
Kappa une cte égale à 0.4
z0 la longueur de rugosité

Du coup le profil dépend de deux paramètres : ufrict et z0 Mais comme ufrict est encore plus difficile à estimer que z0 alors, avec une vitesse de réference Uref à la hauteur zref - connues on a [A=ufrict/Kappa]:

u(z)=A*ln(z/z0)
Uref=A*ln(zref/z0)

D'où la formule que tu a trouvé dans le bouquin. Voilà, après bien évidemment ce n'est valable qu'en terrain plat assez long pour que le profil log se développe.

Reza

Yes, j'avais rapidement lu le développement...
Une remarque encore: pour retrouver les résultats calculables sur le site bien connu et presque homonyme [url=Windpower][/url], je dois "
monter"
à quasi 30.000m avant de "
redescendre"
(le point d'intersection des deux profils est "
par là"
...). J'imagine que la justification est plus mathématique qu'autre chose...
Mais avec cette valeur, cela "
marche"
au poil!

Guy :mrgreen:

Guy a écrit:sur le site bien connu et presque homonyme [url=Windpower][/url]

Cette ressemblance me chagrine un peu d'ailleurs. J'aurai dû être plus original à l'époque...

Tu sais bien que c'est toi qu'on aime

Merci Guy !