Simulateur d’une éolienne – restitution réseau

Description :

Banc d’essais pédagogique abordant l’étude d’une éolienne en hypersynchrone dans ses aspects production électrique, à l’exclusion des aspects mécaniques. En raison des nuisances sonores et des courants d’air incompatibles avec une ambiance de salle de classe, l’hélice a été remplacée par un moteur entraînant, à vitesse variable.

Le schéma fonctionnel présente le principe de fonctionnement. Les composants de sécurité, placés dans l’armoire électrique, n’y sont pas représentés afin de simplifier la lecture. L’hélice dont l’opérateur règle la vitesse, entraîne la génératrice de 0 à 1800 t/min.  Deux capteurs placés sur la ligne d’arbres, renvoient vers le pupitre qui les affiche, les informations vitesse de rotation et couple.
La génératrice est couplée au réseau triphasé public, à travers un banc de mesures électriques, indiquant :
• puissance active renvoyée vers le réseau
• tension entre phases
• intensité
• facteur de puissance
Le wattmètre à zéro central montre que selon la vitesse d’entraînement, la génératrice consomme ou produit de l’énergie mettant ainsi en évidence les fonctionnements en hypersynchrone et hyposynchrone. Le déphasage tension/courant évolue lui aussi avec la vitesse de rotation ainsi que l’indique le cosφmètre à zéro central. La batterie de condensateurs réglable permet d’ajuster le cosϕ au voisinage de 1 selon la vitesse et la puissance produite.

Objectifs pédagogiques :
• Comprendre les principes mécaniques et électriques d’une éolienne
• Etudier les différents modes de fonctionnements hyposynchrone et hypersynchrone d’un moteur asynchrone.
• Etudier la synchronisation sur le réseau national.
• Calculer les rendements d’une chaine de production d’énergie.
• Utiliser une pince ampèremétrique.

Travaux pratiques proposés :
• Rappel sur le fonctionnement d’une éolienne.
• Procédure de synchronisation au réseau national.
• Relever le cosphi à l’aide d’une batterie de condensateurs et étudier les conséquences.
• Tracer les caractéristiques électriques de la chaine de production d’énergie.
• Calcul du rendement global.
• Etude du fonctionnement en site isolé.

Composition :
• 1 Bâti sur roulettes, dim. 1200 x 750mm haut : 1820mm. Poids : 143kg
• 1 Moteur asynchrone 1,5 kVA
• 1 Génératrice
• 1 Dynamo tachymétrique / 1 capteur de couple
• 1 Pupitre de commande
• 1 Armoire électrique
• 1 boîtier de couplage sur le réseau