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Calcul d'une éolienne

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Calcul d'une éolienne Empty Calcul d'une éolienne

Message par Un_visiteur le Jeu 5 Avr - 17:23

Un visiteur du site demande :

J'aimerais calculer la puissance de mon éolienne et je voulais donc savoir quelles formules utiliser pour obtenir (la puissance d'entrée en W/m2 de surface balayée, la vitesse moyenne au moyeu, puissance de sortie en W/m2 de surface balayée, production d'énergie en Kwh/m2/an, production d'énergie en Kwh/an, facteur de capacité en %).
Voici les données de mon éolienne :

- 15° à 0m (=pression de 101.33kpa)
1.225 kg/m3 de densité
- parametre de forme de weibull : 2
- vitesse moyenne : 5 m/s
- parametre d'echelle de weibull : 5.64
- hauteur : 20m
- longueur de rugosité : 1.6 classe 4
- éolienne de 25 kw
- vitesse démarrage : 3.5 m/s
- vitesse de coupure : 25 m/s
- diametre de l'éolienne : 12 m
- hauteur du moyeu : 24 m

Pourriez vous me communiquer ces formules si cela est possible ou alors un contact ou un site où je pourrais trouver celles-ci.

Un_visiteur
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Calcul d'une éolienne Empty Puissance d'une éolienne

Message par Mike B le Lun 9 Avr - 12:20

Bonjour
Dans les conditions d'atmosphère standard, pour une éolienne de diamètre D, la puissance maxi à la limite de Betz s'écrit :
P = 0,285.Dcarré.Vcube
Cette puissance ne peut être atteinte au niveau du rotor et il faut appliquer un coefficient réaliste qui dépend de la qualité aéro du rotor, par exemple 0,70 à 0,72 pour un très bon rotor et ceci dans la gamme des vitesses vent pour laquelle il a été optimisé.
Pour cette éolienne D = 12 m et V = 5m/s on obtient donc avec trois coef.
différents les puissance théoriques suivantes:
coef. 0,70 donne P = 3600W
coef. 0,65 "
P = 3330W
coef. 0,60 "
P = 3000W
Remarques
- Un constructeur sérieux doit vous donner la courbe de puissance.
- En altitude faire la correction de densité.
- La rugosité que vous indiquez paraît très forte, elle joue sur le caractère turbulent de l'air et entraîne donc des pertes de rendement aéro.
En ce qui concerne les prévisions de production annuelle à base de statistiques, l'inconvénient majeur de ces belles fomules provient du fait que jamais deux années ne se ressemblent et qu'il faudrait au moins les données de trois à cinq ans pour une assez bonne évaluation.

Mike B
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Calcul d'une éolienne Empty Re: Calcul d'une éolienne

Message par Admin le Lun 9 Avr - 19:14

Merci pour la réponse ;
je transmet à mon visiteur.

Michaël

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Calcul d'une éolienne Empty Calcul d'une éolienne, suite

Message par Mike B le Mar 10 Avr - 21:39

Bonsoir, deux infos complémentaires:
Vitesse angulaire du moyeu.
La vitesse angulaire dépend du paramètre lambda = U/V ( vitesse périphérique = U et vent entrant = V ). La valeur de lambda est spécifique de chaque type d'éolienne, elle permet pour un vent donné d'obtenir le maximum de puissance. Valeurs moyennes pour des hélices rapides: tripales lambda = 6 , bipales lambda = 7 .
Ainsi, pour un vent de 5m/s et une hélice D = 12m, les vitesses angulaires sont en tripale 47,7 t/mn et en bipale 55,7 t/mn .
Rugosité
La valeur de rugosité indiquée 1,6m correspond au cas le plus extrème d'éolienne implantée dans une ville et dans une zône comportant des tours de grande hauteur!. Cas d'école??. Par ailleurs à première vue cette valeur n'apparaît pas compatible avec le paramètre de forme Weibull.

Mike B
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Calcul d'une éolienne Empty Re: Calcul d'une éolienne, suite

Message par Admin le Mar 10 Avr - 21:42

Je transmet de nouveau !

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Calcul d'une éolienne Empty Re: Calcul d'une éolienne

Message par alex le Mer 11 Avr - 11:14

merci beaucoup pour vos réponses elles m'ont énormément aidées,
pour ce qui est de la rugosité, l'éolienne sera implantée en plein centre ville à Woluwé donc je suppose que la rugosité est bonne, je voulais donc savoir quelle facteur de forme pour la distribution de Weibull devais je prendre ?
merci encore

alex
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Calcul d'une éolienne Empty Rugosité et prévisions

Message par Mike B le Mer 11 Avr - 23:14

Bonsoir
Selon ma documentation, la valeur de rugosité 1,6m ne permet pas de déterminer le paramètre de forme K, on se trouve hors limites. Je vous propose de prendre une rugosité de 1m qui correspond à K = 1, cela devrait vous donner un résultat un peu supérieure à la réalité, mais en fait tout dépend du site et de l'environnement immédiat. Avec des immeubles de grande hauteur ou des tours on peut trouver selon certaines directions de vent de véritables couloirsde vent ou des tourbillons. Par ailleurs avez vous pensé à la sécurité ?

Mike B
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Calcul d'une éolienne Empty Re: Calcul d'une éolienne

Message par alex le Jeu 12 Avr - 10:42

bonjour ,
pour mon travail il m'était aussi demandé d'étudier les permis et autorisation, dans ce chapitre j'étudie tout ce qui est incidence sur l'environement et autres. Est ce de cette sécurité que vous parlez ?
sinon je ne vois pas

alex
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Calcul d'une éolienne Empty Prévisions de production - Sécurité en milieu urbain

Message par Mike B le Lun 16 Avr - 23:19

Bonsoir
Prévisions de production
Pour ma part je n'ai aucune confiance dans les prévisions que l'on peut tirer des courbes théoriques type Weibull. Chaque année les conditions de vent sont bien différentes en Europe;
qui peut prédire à moins de 10% la "
récolte "
de vent 2007 sur un site!. Par exemple pour un parc éolien en Bretagne, sans aléas techniques, en comparant les productions des années 2002 et 2005 la variation atteint 29%
Sécurité éolienne en milieu urbain
Tous les aspects de sécurité seraiant à examiner au moins à deux niveaux:
- environnement: bruit, vibrations, oiseaux, perturbations pour télécoms, TV, radars ...
- conséquences d'incidents sur l'éolienne, par exemple: panne de régulation, survitesse, casse pale, foudre , feu éléctrique, sabotage...
Un document de l' ARENE Ile de France datant de 2004 peut être consulté sur son site: areneidf.org , intitulé "
Eoliennes en milieu urbain Etat de l'art"

Ce document est intéressant mais comporte pas mal de remplissages.

Mike B
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Calcul d'une éolienne Empty Re: Calcul d'une éolienne

Message par alex le Mar 17 Avr - 13:44

Bonjour,
j'ai bien étudié tout l'aspect sécurité que vous décrivez,
au niveau de la distribution de Weibull je sais qu 'elle n'est pas précise pour un milieu bien determiné mais je l'utilise quand meme dans mon travail afin de donné une premiere approche de la production délivrée par l'éolienne.
je voulais juste encore une fois vous remercier pour votre aide
bien a vous
alex

alex
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Calcul d'une éolienne Empty Re: Calcul d'une éolienne

Message par joson le Dim 21 Mar - 19:01

Mike B a écrit:Bonsoir, deux infos complémentaires:
Vitesse angulaire du moyeu.
La vitesse angulaire dépend du paramètre lambda = U/V ( vitesse périphérique = U et vent entrant = V ). La valeur de lambda est spécifique de chaque type d'éolienne, elle permet pour un vent donné d'obtenir le maximum de puissance. Valeurs moyennes pour des hélices rapides: tripales lambda = 6 , bipales lambda = 7 .
Ainsi, pour un vent de 5m/s et une hélice D = 12m, les vitesses angulaires sont en tripale 47,7 t/mn et en bipale 55,7 t/mn .
Rugosité
La valeur de rugosité indiquée 1,6m correspond au cas le plus extrème d'éolienne implantée dans une ville et dans une zône comportant des tours de grande hauteur!. Cas d'école??. Par ailleurs à première vue cette valeur n'apparaît pas compatible avec le paramètre de forme Weibull.

Le calcul des éoliennes doit aussi tenir compte de la forme des profils, et des vitesses induites par les performances des profils composant les pales. C'est pour cela qu'il faudrait en théorie calculer les vitesses induites pour obtenir le lambda réel tenant compte des vitesse induites.
La complexité du calcul des vitesses induites décourage souvent les concepteurs et les angles d'incidences sont donc calculés d'apres des formules plus ou moins empiriques qui sont rarement adaptée aux cas precis étudié.
Il existe pourtant un logiciel qui permet de calculer les éoliennes en sélectionnant un profil de pale, un diametre, un nombre de pales et la vitesse du vent, c'est heliciel. Ce logiciel de calcul éolienne donne les performances, le couple et le plans des pales, le modele 3D exportable sur solidworks ou en IGS pour le prototypage. Bon cela ressemble a de la pub Embarassed , mais il faut savoir que le calcul des vrillages de pales en fonction du point de fonctionnement adapté au diametre et condition de vent, couple et vitesse de rotation optimum de générateur et eolienne, sont souvent les raisons d'echecs ou d'abandont de projet. Alors je pense que Heliciel a sa place parmis les outils de [url=calcul d'éolienne][/url]
je vous invite a donner votre avis sur ce point Exclamation J'ai longtemps cherché des détails de calculs pour realiser une pale d'éolienne, et les methodes donnant les vrillages en fonction des vitesses induites sont complexes, alors un logiciel qui permet ce calcul et qui donne aussi les plans de pales est le bien venu, surtout si il est abordable pour des mecaniciens qui n'ont pas fait math sup!

joson
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Calcul d'une éolienne Empty Re: Calcul d'une éolienne

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