LES EOLIENNESLES NERGIES RENOUVELABLESRalis par Denis KEIFLIN Lyce Louis ARMAND de MULHOUSE

SommairePrincipe de fonctionnementLes types doliennesLa forme des palesGisement olien en FranceDimensionnement & caractristiquesTechnologiesExemplesDmarche administrativeMontage dune olienneTarificationsLes oliennes du futurHydroliennesStatistiques

Les pales tournent grce la force du vent, entranent le gnrateur lectrique. Elles sont orientes face au vent grce un ensemble de moteurs relis une girouette. Elles peuvent galement tourner sur elles-mmes en fonction de la vitesse du vent, value par un anmomtre, et ainsi avoir une vitesse de rotation rgule. L'lectricit produite peut tre utilise ou stocke dans des batteries. Les conditions d'installation d'une olienne sont : - Un vent rgulier et suffisamment puissant - L'absence d'obstacles (fort, btiments, pylnes)Principe de fonctionnement

Axe horizontal:Multipales vitesse lenteTripales ou bipales rapideAxe vertical:SavoniusDarrieusLes types doliennes

oliennes axe verticalLolienne dmarre de faibles vitesses de vent et prsente un couple lev (variant de faon sinusodale au cours de la rotation).Avantage: intgre les btiments sans en dnaturer lesthtique, peu bruyant.La Savonius (trane diffrentielle) est constitue de plusieurs godets demi-cylindriques lgrement dsaxs.Source: http://www.gual-industrie.com/cdrom.html

On distingue plusieurs dclinaisons autour de ce principe, depuis le simple rotor cylindrique trois profils disposs de part et d'autre de l'axe

jusquau rotor parabolique o les profils sont recourbs en troposkine et fixs au sommet et la base de l'axe verticalLa Darrieus (variation cyclique dincidence) repose sur leffet de portance subi par un profil soumis laction d'un vent relatif; Effet qui s'exerce sur l'aile d'un avion

Premire olienne horizontale installe en janvier 2006 sur un toit HLM du Pas-de-Calais.Elle produira l'quivalent de la consommation des parties communes de 2 immeubles (40 habitations). Les deux rotors longs de 5 m entranent une gnratrice de 6 kW place au milieu des rotors qui produit 7 8 000 kWh/an.

Dtermination du diamtre :Puissance de vent disponible : Pvent = . S . . V3Puissance rcuprable : Cp = 0,59 maximumEolienne du march : Cp = 0,25 0,4Eolienne autoconstruite : Cp = 0,15 0,2

Ex : pour 3 m de diamtre et 10 m/s, P = 750 1500WDimensionnement & caractristiques

Classification des oliennes

oliennesDiamtre des palesPuissancesGrande> 46 m> 1MWMoyenne12 45 m40 kW 1 MW Petite< 12 m< 40 kW

Courbe de puissance en fonction de la vitesse du ventDmarrage une vitesse du vent faibleOptimisation du rgime de conversion de lnergiela rgulation par limitation de la puissanceMise en drapeau des pales de lhlice.VDVnVM

La forme des pales

Ncessite des vents rguliers : Vitesse moyenne minimale du vent : 4,5 m/s 10 m de hauteurRgions ctiresSommets ou cols en montagneValles orientes E-OGisement olien en France

Technologies

Gn asynchrone cage avec multiplicateur et connexion au rseauSystme le plus courant car faible cot, Inconvnient du couplage rseau rigide et stress mcanique accr

Gn asynchrone avec multiplicateur variation de vitesse par le rotorSolution intressante o le convertisseur statique est dimensionn une puissance rduite (0,25 0,3 Pn), selon la gamme de variation de vitesse dsire. Possibilit de rgler lnergie ractive.

Gn synchrone attaque directe excitation bobine sans balai ou aimantsSystme sans multiplicateur mcanique. Gnratrice synchrone grand nombre de ples excitation bobine ou aimants. Grande plage de variation de vitesse. Rendement lev.Possibilit de rgler lnergie ractive.Cot lev.

ExemplesModle: GEV MP 250 / 275 Puissance nominale: 250 kW.Diamtre du rotor bipale: 26 mHauteur du moyeu : 60 mGnratrice: asynchrone bi-vitesse.Tension: 400 V triphas. Modle : 5M Repower Puissance nominale : 5 MW Diamtre du rotor tripale: 126 mHauteur du rotor pour le modle terrestre : 120m Hauteur du rotor pour le modle maritime : 90mTension: 20 kV triphas.

Le bruit gnr par une olienne a deux origines :Le bruit mcaniqueCr par les diffrents organes en mouvement (engrenages multiplicateur).Le bruit arodynamiqueLe freinage du vent et son coulement autour des pales.

Projet d'implantation de 5 oliennes gantes Vaux-sur-Lunain et Villebon projet rejet !

Cette carte montre le bruit gnr par 5 oliennes de 145 m de haut. Elle a t tablie par les promoteurs, dans le cas d'une vitesse de vent de 50 km/h.

Dmarche administrative

une olienne de moins de 12 m est autorise selon le Code de l'urbanisme et llectricit peut ou pas tre revendue EDF.Dclaration de travaux dune olienne de plus de 12 mDemande de permis de construire (mairie, DDE).Demande d'autorisation ventuelle auprs de l'Aviation civile et de l'arme de lAir.Demande l'installateur de dlivrer une attestation de conformitDemande du droit d'exploiter de l'nergie auprs de la direction de la Demande et des Marchs nergtiques (Dideme).

Demande de certificat d'obligation d'achat auprs de la direction rgionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement (Drire). Demande d'tude et de devis de raccordement auprs des agences rgionales de distribution d'EDF (ARD).Demande d'tablissement du contrat de rachat de l'lectricit par EDF auprs de l'Agence d'obligation d'achat (AOA).Demande de pose d'un compteur auprs des agences rgionales de distribution d'EDF (ARD).

Montage dune oliennefondations qui devront supporter l'olienne, haute de 120 m.Assemblage du mt compos de 4 trononsMontage de la nacelle et du gnrateur. Puissance de 2,3 MWMontage de 8 oliennes sur le ban de Soudan situ 80 km au nord de Nantes (8 millions d).

Cot de rachat de llectricit partir du 10 juillet 2006TarificationsLa dure de vie dune olienne est denviron 20 ans, une grande olienne sera rentabilise en 7 10 ans en France.

Les oliennes du futurLa Stormblade Turbine, ressemble celui d'un racteur d'avion : les pales sont protges par un carnage qui dirige le flux d'air l'intrieur de cette turbine comme une buse d'admission Eoliennes volantes

HydroliennesLes Britanniques sont les pionniers dans ce nouveau secteur. La socit Marine Current Turbines a install en 2003 la premire hydrolienne Lynmouth, au Sud de l'Angleterre.Une nergie rgulire et inpuisableCes hydroliennes exploitent l'nergie des courants de mares. La production d'lectricit est prvisible (les mares sont calcules l'avance). L'espace ncessaire pour ces installations et l'impact sur l'environnement sont rduits.Les courants marins constituent une ressource nergtique intressante car la densit de l'eau est 1 000 fois suprieure celle de l'air Problmes : Un danger potentiel pour les bateaux, les difficults d'entretien, et la rsistance dans le temps (salinit, sable). Cette turbine, baptise SeaGen, mesure 11 m de diamtre et gnre une puissance de 1200 kW.

Avantages:Source dnergie renouvelable et inpuisable, non polluante;Cration demploi (lentretien dun parc olien);Attrait touristique;Taxes pour la rgion, les taxes professionnelles et foncires payes par les exploitants du parc olien; Techniquement au point dans les rgions bien ventes; La priode de haute productivit en hiver.

Inconvnients:cot lev dun projet olienles effets sur le paysage ; le bruit ; la perturbation de l'cologie locale des sites ; la destruction de vestiges archologiques ; les interfrences lectromagntiques ; la scurit.

Monde Lanne 2005 a t une bonne anne pour lolien avec linstallation de 11531 MW dans plus de 30 pays, soit une croissance de 24% de la puissance totale installe (59084 MW) :Allemagne (18 428 MW) Espagne (10 027 MW) Etats-Unis (9 149 MW) Inde (4 430 MW) Danemark (3 122 MW).StatistiquesUnion EuropenneLa puissance olienne installe slve 40.504 MW, soit une augmentation de 18% par rapport 2004 (34372 MW). Ce sont donc 6183 MW qui ont t installs en 2006 gnrant un chiffre daffaires de 6 milliards d pour lindustrie olienne.

Production lectrique EnR en 2006

Fin