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Concours National Commun Filière TSI Epreuve GE Conception d ? une cha? ne de petite éolienne autonome Présentation du système Ces dernières années l ? énergie éolienne s ? est considérablement développée générant une croissance signi ?cative de la puissance installée dans le monde de l ? ordre de à en rythme annuel Cette tendance est poussée d ? une part par la limitation et l ? épuisement progressif des ressources fossiles hydrocarbures charbon ? et ?ssiles uranium et d ? autre part par les émissions de gaz à e ?et de serre provoquées essentiellement par la combustion des hydrocarbures ceci sans parler de la production de déchets radioactifs di ?ciles à traiter dans le cas du nucléaire Le développement de cette source d ? énergie propre et renouvelable ne s ? accomplit pas sans di ?cultés en e ?et les capitaux conséquents pour lancer les investissements dans de telles réalisations freinent encore son essor Ce constat est d ? autant plus vrai dans le cas du domaine dit du petit éolien ? pour lequel il est incontournable de minimiser le coût du système sans trop altérer son e ?cacité énergétique Dans cet esprit on vous propose l ? étude d ? une architecture pour le petit éolien ? dont l ? objectif principal est La conception d ? une cha? ne de petite éolienne autonome Classi ?cation des éoliennes Gamme de puissance nominale Classi ?cation des éoliennes W à W W à kW kW à kW Microéoliennes Miniéoliennes Petites éoliennes Page sur CConcours National Commun Filière TSI A- Conversion d ? énergie aérodynamique en énergie électrique Epreuve GE Les systèmes de conversion d ? énergie éolienne transforment l ? énergie cinétique du vent en énergie mécanique sur la turbine éolienne génératrice synchrone dans notre cas Les ?gures Fig et Fig de l ? Annexe page décrivent les paramètres cinématiques et géométriques qui interviennent dans cette conversion d ? énergie ainsi L ? énergie élémentaire dE d ? une colonne d ? air de longueur dl de section S de masse volumique ?? animée d ? une vitesse V est donnée par la relation dE ? ??SV dl A- En considérant que dl ? Vdt et P dE dt Donner l ? expression de la puissance P de la turbine éolienne En réalité on ne peut pas capter en totalité la puissance fournie par la masse d ? air On dé ?nit alors un coe ?cient de puissance noté Cp comme suit Cp ? Peol P Avec Peol puissance captée par la turbine éolienne en Watt A- Donner l ? expression de Peol en fonction de ?? S V et Cp On dé ?nit le coe ?cient de vitesse réduite ? ??des éoliennes comme le rapport de la vitesse tangentielle en bout des pales qui vaut R ? sur la vitesse instantanée du vent V Fig Annexe page Avec R rayon de la voilure et vitesse de rotation A- Donner l ? expression du couple appliqué à la turbine noté