Forum sur l'énergie éolienne

[Un_visiteur]

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.

[Mike B]

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.

[TheWindPower]

Merci pour la réponse ; je transmet à mon visiteur.

Michaël

[Mike B]

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.

[TheWindPower]

Je transmet de nouveau !

[alex]

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

[Mike B]

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 ?

[alex]

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

[Mike B]

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.

[alex]

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