Un système de conversion d'énergie éolienne (SCEE) est un appareil qui utilise l'énergie cinétique du vent et la convertit en énergie mécanique ou électrique. De nombreuses recherches ont été menées afin de concevoir une solution respectueuse de l'environnement pour répondre à la demande énergétique nationale tout en exploitant durablement les ressources disponibles.
Classification des WECS
La classification des systèmes de conversion d'énergie éolienne (SCE) repose sur l'axe de rotation des pales de l'éolienne. Les quatre principales classifications des SCE sont les suivantes :
1. Axe de rotation : Selon le type d’axe de rotation, on distingue :
- Éolienne à axe horizontal : Son utilisation est courante. Les pales du rotor sont montées perpendiculairement au sol sur un arbre horizontal.
- Éolienne à axe vertical : Il n'est pas très couramment utilisé et sur l'arbre vertical, les pales du rotor sont montées au sol.
2. Turbine : En fonction de leur puissance électrique, les turbines peuvent être classées comme suit :
- Turbines de faible puissance : La puissance maximale est de 30 kW.
- Turbines de moyenne puissance : La puissance de sortie varie de 30 à 300 kW
- Turbines de grande puissance : Une quantité considérable d'énergie est produite,
3. Contrôle de la puissance : Il est important de contrôler le niveau d’énergie éolienne pour obtenir une puissance de sortie constante. Ceci est réalisé de la manière suivante :
- Contrôle de la puissance active : Grâce au mécanisme de contrôle du pas, l'angle des pales du rotor est manipulé et la quantité de vent est régulée.
- Contrôle de la puissance réactive : La gestion et la régulation de l'électricité sont assurées par le générateur.
4. Critères de contrôle de la vitesse de rotation : La vitesse des pales de la turbine dépend de la vitesse du vent. Les méthodes suivantes sont utilisées pour contrôler la vitesse du vent :
- WECS à vitesse fixe : Gouverneur est un dispositif utilisé pour contrôler la vitesse de la turbine.
- WECS à vitesse variable : Le dispositif onduleur est utilisé pour contrôler la vitesse de la turbine.
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Composants du WECS
Les principaux composants d'un système de conversion d'énergie éolienne (WECS) comprennent :
Composants mécaniques :
- Rotor : Il capte le vent et tourne, ce qui permet de le convertir en énergie mécanique.
- Arbre principal : Il est en acier et est relié au rotor.
- Boîte de vitesses : elle permet d'augmenter la vitesse du rotor.
- Freins mécaniques : Ils arrêtent le rotor.
- Nacelle : Elle est constituée de tous les composants électriques et mécaniques.
- Entraînements de tangage et de lacet : utiles pour régler les angles des pales.
- Équipement de mesure du vent : Appareil de mesure de la vitesse et de la direction du vent.
Composants électriques:
- Générateur : Convertit l'énergie mécanique en énergie électrique.
- Convertisseur de puissance : aide à convertir le courant continu en courant alternatif.
- Transformateur élévateur : Augmente la tension électrique.
- Points de collecte des parcs éoliens ou point de couplage commun : L'électricité produite est collectée ici.
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Comment fonctionne le système de conversion d'énergie éolienne (WECS) ?
- L'utilisation de l'énergie éolienne naturelle pour faire tourner la pale du rotor avec la force du vent et faire tourner l'arbre relié à la pale qui est en outre attaché à une boîte de vitesses contribue à augmenter la vitesse de rotation de la pale du rotor.
- À l'aide du convertisseur de puissance, l'électricité générée est transformée du courant continu en courant alternatif et le transformateur élévateur est utilisé pour augmenter la tension.
- Enfin, au point de collecte du parc éolien, l'électricité produite par l'éolienne est collectée et est ensuite fournie aux consommateurs de divers domaines.
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