[PDF] Modélisation et mise en oeuvre dune chaîne de production

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I. INTRODUCTION

Le travail effectué s'inscrit dans la modélisation complète d'un système de production photovoltaïque et éolien de puissance réduite (20 modules ASE pour 2 kW crête silicium polycristallin et 2 éoliennes de 750 W chacune) couplé au réseau via un bus continu et associé à un dispositif de stockage électrochimique (48 V - 15 kWh). L'objectif final est de disposer d'une modélisation à la fois suffisamment précise pour rendre compte des transferts énergétiques et suffisamment rapide pour permettre une optimisation du dimensionnement et/ou de la gestion du système. Fig. 1 : Système de production photovoltaïque et éolien. Avec ce système, nous pouvons contrôler les transferts d'énergies en intervenant sur le niveau de la tension batterie. En effet la batterie étant chargée à une tension bat1V, si on impose au système une consigne de tension bat2V tel que bat2 V< bat1V (respectivement bat2V > bat1V) alors nous ferons un transfert d'énergie du système vers le réseau (respectivement du réseau vers le système). Dans cet article nous allons nous intéresser plus particulièrement à la chaîne de conversion éolienne, en vue de l'estimation de la production d'énergie. La chaîne de conversion éolienne est la suivante : MS

Wturbine

alternateurredresseuraccumulateurs w

V(m/s)

bat P

VVbat48_=nominalevent

PturbinePin

P m=0.343out P fem 120V p=8Fig. 2 : Chaîne de conversion éolienne. Nous souhaitons déterminer la caractéristique puissance fournie à la batterie, batP, en fonction de la vitesse du vent, wV. La puissance mécanique récupérée par la turbine éolienne peut s'écrire : 3 2

21wppturbineVRCP×××××=

pr (1) Où pC=coefficient aérodynamique de puissance, 3/3.1mKg= r, masse volumique de l'air, mRp2.1=, rayon de la turbine, wV=vitesse du vent. Le coefficient de puissance dépend de la vitesse du vent et de la vitesse de rotation. pC est généralement donné comme une fonction de l, le rapport de la vitesse périphérique de la turbine ramenée à la vitesse du vent. w p

VRW×=

l (2) West la vitesse angulaire de rotation de la turbine . Nos oliennes sont de type Stall (dcrochage dynamique) avec une limitation de puissance obtenue par la drive qui dsaxe lolienne du vent (dviation horizontale) pour une vitesse de vent suprieure 9m/s. Actuellement nous ne connaissons pas la caractristique )( lp

C de nos éoliennes.

Ainsi l'étude va être faite pour une caractéristique typique d'une éolienne à 3 pales [3] pour des vitesses de vent inférieures à 9m/s. On peut alors déterminer la caractéristique puissance en fonction de la vitesse de rotation, N, pour un vent, wV donné. Modélisation d'une chaîne de conversion éolienne de petite puissance

O. GERGAUD, B. MULTON, H. BEN AHMED

LÉSiR - Antenne de Bretagne de l'ENS de Cachan - Campus de Ker Lann - 35170 BRUZ Electrotechnique du Futur 2001 - Nancy 14-15 novembre 2001 pp. 17-22 2

0Pturbine en fonction de N

N (tr/min)Pturbine (Watt)Vw=4m/sVw=6m/sVw=8m/sVw=9m/s Fig. 3 : Puissance mécanique fournie par la turbine en fonction de la vitesse de rotation pour différente vitesse du vent wV . En déterminant la caractéristique de la puissance en entrée du système (en aval de la turbine), inP en fonction de N puis la caractéristique de la puissance fournie à la batterie batP en fonction de inP, on pourra alors aisément déterminer la puissance fournie à la batterie en fonction de la vitesse du vent, )(wbatVfP=. Nous allons faire trois études différentes. La première,quotesdbs_dbs2.pdfusesText_3

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