État de l’art dans les aérogénérateurs électriques

Résumé :
Cet état de l’art a pour objectif de décrire les diverses technologies et les principales
caractéristiques des générateurs électriques pour aérogénérateurs en précisant bien les
tendances (variation électronique de vitesse, entraînements directs). En outre, les ressources
énergétiques éoliennes, les caractéristiques du vent et des turbines ainsi que le développement
du marché des éoliennes sont présentés pour aider le lecteur à bien comprendre l’ensemble
des contraintes techniques et économiques.

Plan

• 1- Historique - Ressources - Aspects économiques
  • 1.1- Contexte historique
  • 1.2- Ressources énergétiques du vent et évolutions de la production éolienne
  • 1.3- Machines de forte puissance : une filière économique en plein développement
  • 1.4- Un potentiel énorme encore peu exploité : l’éolien offshore
  • 1.5- Les machines de puissance inférieure à quelques 10 kW
• 2- Les caractéristiques du vent et des turbines : aspects aérodynamiques
  • 2.1- Puissance récupérable par une turbine
  • 2.2- Turbine éolienne - Principaux paramètres
  • 2.3- Caractérisation du vent
  • 2.4- Types de turbines
    • 2.4.1- Axe vertical
    • 2.4.2- Axe horizontal
    • 2.4.3- Comparaison des différents types de turbines
  • 2.5- Régulation mécanique de la puissance d’une éolienne
    • 2.5.1- Système « Pitch » ou à pas variable
    • 2.5.2- Système « Stall » ou à décrochage aérodynamique
    • 2.5.3- Système « Stall actif »
    • 2.5.4- Autres systèmes mécaniques
    • 2.5.5- Vitesse continûment variable
• 3- Chaînes électromécaniques de conversion
  • 3.1- Systèmes électromécaniques à axe horizontal
  • 3.2- Chaînes de conversion électrique
    • 3.2.1- Systèmes couplés au réseau alternatif
    • 3.2.2- Systèmes en site isolé
    • 3.2.3- Systèmes couplés à des batteries électrochimiques ou à un bus continu
    • 3.2.4- Systèmes en développement
• 4- Quelques exemples détaillés d’aérogénérateurs
  • 4.1- Machine à génératrice asynchrone à cage à vitesse sensiblement constante
  • 4.2- Machine à génératrice asynchrone à rotor bobiné et double alimentation
  • 4.3- Machine à génératrice synchrone à inducteur bobiné à vitesse variable
    (entraînement direct)
  • 4.4- Machine à génératrice synchrone à aimants permanents à vitesse variable
    (entraînement direct)
• 5- Bibliographie

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