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Capteurs d'une éolienne

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Capteurs d'une éolienne Empty Capteurs d'une éolienne

Message par Benjamin59380 le Lun 18 Jan - 11:32

Bonjour,

Nous sommes élèves en première SI, dans le cadre du TPE nous avons besoin d'informations sur les capteurs d'une éolienne.
Notre problématique est la suivante : Comment les informations des capteurs permettent elles l'alignement des pales de l'éolienne avec le vent ?

Nous avons donc besoin de plusieurs types de fonctionnements d'une éolienne (qu'il faudra nous expliquer aussi Embarassed ) liés aux capteurs.

En attendant vos réponses, nous découvrons un peu plus le fonctionnement d'une éolienne sur votre merveilleux site. Smile

Benjamin59380
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Message par niavlysm le Lun 18 Jan - 14:35

Bonjour,

des capteurs il y en à quelques uns sur une éolienne...
pour aligner l'éolienne face au vent c'est tout simplement une girouette 😉 et / ou un anémomètre à ultrasons.

pour (presque) tout savoir sur les éoliennes: http://guidedtour.windpower.org/fr/tour/wres/index.htm

niavlysm
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Message par Reza le Lun 18 Jan - 16:10

Salut,

Juste pour préciser votre question, qu'entendez-vous par "
orientation des pales"


- est-ce l'orientation du rotor tout entier vers la direction du vent ?

- ou est-ce l'orientation des pales (qui tournent autour de leurs axes) afin d'ajuster la production ?

Voilà, c'est tout Smile

Reza

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Message par Benjamin59380 le Lun 18 Jan - 20:46

Reza a écrit:Juste pour préciser votre question, qu'entendez-vous par "
orientation des pales"


- est-ce l'orientation du rotor tout entier vers la direction du vent ?

- ou est-ce l'orientation des pales (qui tournent autour de leurs axes) afin d'ajuster la production ?

C'est les deux, le TPE sera en deux parties justement, avec surement la présence de deux maquettes (une pour le rotor, une pour les pâles). Car seulement avec l'alignement du rotor, je pense qu'il manquera du contenu pour pouvoir faire un "
bon"
TPE.

Il y a donc un 2 types d'associations de capteurs pour aligner les pâles et le rotor ?

-La girouette, elle est associée à l'anémomètre pour limiter la vitesse de rotation du mât non ?

-Ou alors la girouette toute seule ?

Je vais visiter votre lien Mercredi après midi niavlysm, pour bien éplucher tout le site.

Merci de votre aide en tout cas ! Smile

Benjamin59380
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Message par Benjamin59380 le Lun 25 Jan - 11:04

Il n'y a donc qu'un seul capteur pour l'orientation de l'éolienne face au vent ? (Rotor face au vent, et pales orientées au vent) Tout est basé sur un seul anémomètre ?

Benjamin59380
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Message par Reza le Lun 25 Jan - 17:00

Slt,

Il n'y a donc qu'un seul capteur pour l'orientation de l'éolienne face au vent ? (Rotor face au vent, et pales orientées au vent) Tout est basé sur un seul anémomètre ?


Oui. Un anémomètre à coupelles + une girouette.

Reza

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Message par Benjamin59380 le Mer 27 Jan - 17:35

Salut,

Merci de la précision Smile
Malheureusement je dois faire un TPE sur uniquement un simple anémomètre visiblement :S
Vous n'auriez pas des pistes pour m'aider svp ? Embarassed

Benjamin59380
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Message par Mike B le Mer 27 Jan - 19:10

Bonsoir Benjamin
Pouvez-vous préciser votre dernière question, en particulier le S ;
S'agit-il de l'étude d'un genre de tourniquet à axe vertical en forme de S ?. C'est un des types de "
panémone "
à trainée différentielle.

Mike B
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Message par Reza le Jeu 28 Jan - 9:26

Salut,

@MikeB: Je pense que le signe :S est un smiley.

@Benjamin: Voilà en gros comment fonctionne le contrôle de l'éolienne:

Sur la nacelle, il y a deux capteurs:

1) Un anemometre à coupe, qui mesure la vitesse du vent http://fr.wikipedia.org/wiki/An%C3%A9mom%C3%A8tre
En effet, une pale d'éolienne peut pivoter sur son axe (l'axe de la pale), cela permet de controler la puissance fournie par la machine. L'information "
vitesse du vent"
sert donc à controler la puissance.

2) Une girouette qui mesure la direction du vent http://fr.wikipedia.org/wiki/Girouette
La nacelle peut pivoter autour d'un axe vertical (la tour), et c'est grâce à l'information "
direction du vent"
donnée par le capteur que l'éolienne s'oriente face au vent.

J'imagine qu'il va te falloir choisir entre ces deux capteurs, et aussi trouver une problématique dans le genre "
comment mesurer la vitesse du vent afin de controler la puissance d'une éolienne ?"
... je peux te filer des infos.

Reza

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Message par Benjamin59380 le Lun 1 Fév - 11:09

Oui Mike, c'était un smiley, désolé.

Reza, nous n'allons pas choisir entre les deux, mais nous allons bien parler des deux.
Nous avons penser au plan suivant :

1/ Intro, préciser que l'on étudie sur le fonctionnement des capteurs des éoliennes à pales mobiles.

2/ Première partie: L'alignement des pales horizontalement (avec la force du vent, venant de l'anémomètre).
Il faudrait faire des calculs sur comment passer de la force du vent, à l'orientation la plus adaptée des pales.

3/ Deuxième partie: L'alignement des pales verticalement (avec la direction du vent, venant de la girouette)
Ici, pas de calculs à faire vu qu'il suffit de placer le rotor en face du vent, mais nous pourons préciser que lorsque que l'anémomètre indique un vent trop puissant, la nacelle est placée perpendiculairement à la direction du vent.

4/ Conclusion : Pour les éoliennes à pales mobiles, l'alignement vertical est necessairement associé à l'alignement horizontal.

Voilà, c'est tous ce que nous avons et nous voulons bien vos infos en plus de ce que vous nous avez déjà apporté.

EDIT: nous avons apris qu'une éolienne (en théorie) commence à tourner, à 4m/s et elle se met à 90° quand le vent dépasse les 25 m/s (même si en vrai, elle commence à tourner à 2-3 m/s). C'est bien ça ?
Si oui, serait ce possible de nous fournir le calcul ou la loi qui prouve celà ?

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Message par Mike B le Dim 7 Fév - 17:09

Bonjour Benjamin
Pour éviter des confusions, il vaut mieux parler pour la nacelle d'orientation et pour les pales de variation d'incidence. Votre point 3 : lorsque le vent dépasse la valeur maxi admissible, la nacelle reste face au vent et le rotor est bloqué par son frein;
les pales sont mises à l'incidence moyenne nulle.
Les éoliennes ne démarrent pas à V=2m/s mais en général vers 3,5 m/s. Pour la commande d'incidence des pales en fonction de V, l'ordinateur a en mémoire la position des pales en fonction de la moyenne de vitesse vent. Pour simplifier deux cas : par vents faibles ou moyens, l'incidence correspond à la puissance maxi disponible;
par vents forts, l'incidence est ajustée pour plafonner la puissance.

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Message par Benjamin59380 le Jeu 11 Fév - 12:56

D'accord, merci des précisions.
Mais pourtant nous avons lu, plus d'une fois, que certaines éoliennes se mettaient à 90° :? .

Il nous faudrait des informations surtout sur les informations que livrent les capteurs à "
l'ordinateur"
de l'éolienne.
Comme par exemple, quand le vent est de 12 m/s , ça correspond à quoi pour l'orientation de la nacelle et des pales ?
En fait, il nous faudrait des calculs, pour prouver que telle position est la plus rentable par rapport à telle puissance du vent.

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Message par niavlysm le Jeu 11 Fév - 14:10

Benjamin59380 a écrit:Mais pourtant nous avons lu, plus d'une fois, que certaines éoliennes se mettaient à 90° :?

se sont les pâles qui tournent autour de leurs axes de 90° pas l'éolienne. Comme l'a expliqué Mike par la variation d'incidence.

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Message par Carré Jean le Jeu 11 Fév - 16:57

Niavlysm,

Non, benjamin ne se trompe pas.
Certaines machines sont conçues pour se dérouter jusqu'à 90°, sur le coté et parfois par dessus.
Il s'agis le plus souvent de roues, mais certains l'ont aussi adopté pour les hélices.

Je ne suis pas favarable aux déviations latérales ou verticales, le temps de réponse ne pouvant
être rapide les effets giroscopiques s'y opposant.

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Message par Mike B le Dim 14 Fév - 11:10

Bonjour Benjamin
Pour éviter de vous brouiller les idées, je n'ai pas cité "
l'effacement latéral "
qui n'est utilisé que pour les petites éoliennes et jamais pour les grandes. Un seul constructeur US a tenté l'expérience pour deux moyennes et les résultats ont été catastrophiques !. Pour les grandes machines, la nacelle reste orientée vers le vent. A suivre...

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Message par Benjamin59380 le Lun 15 Fév - 14:07

D'accord, je pense avoir compris cette fois-ci Smile .
Mais personne ne peut nous aider sur la partie des informations des capteurs liés au déplacement de la nacelle et de l'orientation des pales ? Des chiffres ? Des calculs ? Des moyens utilisés ? Embarassed

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Message par Mike B le Mar 16 Fév - 18:28

Bonjour Benjamin
Orientation de la nacelle vers le vent, voici un simple exemple : en position de fonctionnement, la nacelle est bloquée par ses freins. La girouette transmet la direction vent au calculateur qui prend la moyenne pendant un temps t. Le calculateur connait la position nacelle par un codeur;
si l'écart entre position nacelle et direction vent dépasse la valeur de consigne, la rotation est commandée avec : ouverture des freins et compte-rendus ( CR ) de position O, mise en route des moteurs de rotation jusqu'a la position X du codeur, puis arrêt des moteurs et CR de position F. Par ailleurs, tous les cas d'anomalies sont analysés et pris en compte, ce qui entraîne pour certains la mise en sécurité de la machine et les alarmes ...

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Message par Benjamin59380 le Mer 17 Fév - 12:11

D'accord, merci des précisions.
Et pour l'orientation des pales seulement, c'est comment ? Embarassed

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Message par Mike B le Mer 17 Fév - 19:29

Bonsoir benjamin
Incidence des pales : Il n'y a pas de programme type de commande des pales car les technologies actuelles sont bien différentes au niveau des rotors et de la production électrique, pour en citer : réduction de puissance par décrochage aéro.( stall ) ou par diminution d'incidence ( pitch ) ;
vitesse de rotation presque constante ou variable en fonction du type d'alternateur ;
alternateurs à simple ou double bobinage... sans parler des dispositifs électroniques. Mais, dans tous les cas, le calcul de : V rotation/V vent permet de situer le fonctionnement sur la courbe de puissance. A suivre...

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Message par Mike B le Jeu 18 Fév - 10:20

Variation d'incidence des pales, suite:
Exemple théorique simplifié : Eolienne tripale avec variation d'incidence type "
pitch "
, équipée pour chaque pale d'un moteur et d'un codeur angulaire ;
le vrillage pale est 12°. Les indications des codeurs sont envoyées à l'ordinateur. En phase de démarrage, la vitesse vent V mesurée sur n minutes et stable conduit aux actions suivantes : pales commandées en incidence maxi de démarrage ( 21° en pied donc 9° à l'extrémité ) le frein rotor est ouvert ( CR ) ;
la rotation s'accélère et l'incidence est réduite. En production, par vent moyen, l'incidence est réglée par exemple à 15° en pied. Le calculateur commande l'incidence en fonction de V et vitesse de rotation, pour maintenir cette vitesse dans la plage nominale.Il controle l'égalité des codeurs et les multiples paramètres de fonctionnement des équipements mécaniques, électriques, électroniques : ventilation, températures, vibrations ... Par vent fort dépassant la puissance max admissible, l'incidence est réduite pour plafonner la production, d'où l'horizontale sur la courbe de puissance.

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Message par Benjamin59380 le Lun 22 Fév - 18:56

D'accord, merci bien, je posterais un message si j'ai une autre question.
Merci encore pour vos réponses.

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