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27 octobre 2009 2 27 /10 /octobre /2009 22:38

ASSOCIATION EOLE +

Association d'accompagnement du projet "Aérogénérateurs Africains"

Siège social : Mairie de Salles - 33770 SALLES - FRANCE

Enregistrement au Journal Officiel du 18 janvier 2003 - 135e année sous le n° 1326

POURQUOI ? Ainsi qu'indiqué à l'article 2 des statuts, cette association a pour but , en rassemblant des personnes sensibilisées et (ou) compétentes, de permettre la recherche et la promotion de solutions éoliennes capables d'utiliser les vents de basses vitesses de déplacement, entre 2 et 6 m/s, les plus fréquents, de façon optimale, afin d'assurer des productions annuelles très élevées à des coûts des plus réduits, en solution de PROXIMITE et d'AUTONOMIE.

POUR QUI ? Cette association a ainsi pour vocation première, en apportant des possibilités énergétiques de proximité, de pouvoir participer au mieux être des personnes en zones rurales dans les pays dits en développement, tels qu'un certain nombre de pays du continent africain, notamment en zones subsahéliennes, et, de présenter une alternative de production d'énergie éolienne, de moindre nuisance, en pays industrialisés.

COMMENT ? Prioritairement, par la construction et la mise au point d'un prototype à hélice multipale de 3,8 mètres de diamètre étudié et prévu, dont plans sont établis et le coût financier défini.

De toute manière, autant que faire se peut, en poursuivant les travaux de recherche fondamentale en laboratoire sur soufflantes aérodynamiques.

QUELS OBJECTIFS DE COURT TERME ? L'objectif essentiel et immédiat consiste à réunir les fonds nécessaires afin de pouvoir lancer l'opération prototype.

Un minimum de 25 000 euros est indispensable pour engager le démarrage du programme.

SI VOUS ETES PARTANTS SUR LES OBJECTIFS

veuillez nous rejoindre !

Membres adhérents : 40 euros

 

Membres bienfaiteurs : > 300 euros

 

Pour en savoir plus sur les fondements techniques du projet, statuts association, etc., consulter le site web : "http://associationeoleplus.over-blog.com"

BULLETIN D'ADHESION

notre réf. : ............

Je, soussigné(e)

 

 

NOM et Prénom 

....................................................................................

 

Adresse

.............................................................................................................................

 

.............................................................................................................................

 

Code postal et commune

..................................................................................................................

 

Pays : ...................................................

Tél.:

................................................

email : ....................................................

Déclare adhérer à l'association EOLE +, et joins un chèque de ............................... euros, en paiement de ma cotisation.


Chéque à libeller à l'ordre de "Association EOLE +".

Lieu et date : ..............................................                    ...............................

Signature : ............................................................

 


Adhésion valable 1 an à compter de la date ci-dessus. La somme versé donnera lieu à l'établissement d'un reçu.

A faire parvenir à Mr François Carré

(Président association, responsable du projet)

Station de Recherche Fondamentale sur l'Eolien

2 rue Jean Rouss - F 33770 SALLES - FRANCE

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27 octobre 2009 2 27 /10 /octobre /2009 22:31

Le promoteur du projet prépare un traité complet sur l'énergie éolienne et sur les moyens de la capter dans les meilleures conditions.

En attendant :

    Pour en savoir plus sur les aspects théoriques et le projet lui même;

    Pour participer activement au projet en adhérant à l'association "EOLE +" (lire le résumé des statuts);

    Pour connaître les différentes affectations des budgets;

    Pour connaître les modalités de constructions envisageables,

    Pour effectuer le paiement de cotisations à l'association "EOLE +";

 

Adresser vous, par courrier postal de préférence, à :

1/ Mr François Carré,

Station de Recherches Fondamentales sur l'éolien,

2, rue Jean Rouss, Le Lanot,

33770 SALLES - FRANCE

  Tél. :09.53.21.26.68

 

ou, téléphonez au : 05 56 88 32 87 ou 06.23.17.90.01

 

Accessoirement  : Émail François Carré

(merci de spécifier votre adresse postale pour envoi éventuel de documents)

 

 

2/ Mr Bernard Frœlicher († 22/10/2010)

 


Vous êtes et serez toujours les bienvenus sur le site

et au sein de l'association " ÉOLE + "

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27 octobre 2009 2 27 /10 /octobre /2009 22:25

    1/ Cas des pays dits industrialisés

Pour les pays industrialisés possédant déjà une infrastructure établie et suffisante à la couverture des besoins énergétiques, l'éolien ne constitue pas actuellement une énergie de base, mais, un surplus aléatoire et marginal.

Pour cette raison, il n'est pas grave que le fonctionnement des machines actuelles soit épisodique et que la puissance installée soit couverte moins de 10 % du temps, sinon, au niveau de la rentabilité des lignes.

Il n'est pas non plus trop fâcheux que ces machines ne puissent être amorties sur plus de 20 ans, même en prenant un coût kilowattheure relativement élevé, la richesse de nos pays permettant de décaisser pour ce type d'investissement.

Il n'en est pas de même pour les pays dits en développement, où cette option est destinée à constituer une base de production.


    2/ Cas des pays dits en développement

Contrairement à ce que l'on prêche, plus les pays se trouvent de peu de ressources, plus le matériel doit être performant et rentable.

De plus, il faut que ce matériel soit dépannable dans le délai le plus court, donc, si possible, par les intéressés eux mêmes.

Mais, tout d'abord, il convient que le matériel soit au départ d'un coût d'achat des plus bas, et, les pièces détachées disponibles, et également, bon marché.

Il y a trop de pays qui veulent encore faire leurs "affaires" sur les pays les plus endettés en les rendant encore plus dépendants des pays dits industrialisés.

Il faut reconnaître qu'il se trouve aussi trop facilement des ressortissants de ces pays endettés pour leur faciliter la tâche; ces derniers, sous couvert d'un certain humanisme mais, prenant également une bonne tranche de beurre, possèdent alors la place enviée d'importateur.


    3/ Prise en main du destin éolien par les pays concernés

Afin d'éviter un coût de construction trop élevé, de minimiser les frais commerciaux, de maîtriser la maintenance et, finalement d'aboutir à un coût kilowattheure des plus bas, il n'existe qu'une seule solution :

* Que ces machines soient construites au sein des pays concernés, eux mêmes, par du personnel résidant sur place, formé à cette technique et capable, en conséquence, de pouvoir, s’il le faut, dépanner rapidement.

C'est possible et bien sûr souhaitable.

Le projet, par la technique engagée, correspond à cette finalité d'ensemble indispensable :

CONSTRUIRE SUR PLACE AU MEILLEUR COUT, AU PLUS PRES DE L'UTILISATION, par les intéressés eux-mêmes.

La décision de ce choix leur appartient et la concrétisation se trouve liée à leur volonté de s'inscrire dans le projet.

L'AUTEUR DES TRAVAUX DE RECHERCHE ET PROMOTEUR DU PROJET EST PRET À ALLER SUR LE TERRAIN POUR S'IMPLIQUER PERSONNELLEMENT DANS LA FINALITÉ SOUHAITÉE.

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27 octobre 2009 2 27 /10 /octobre /2009 22:20

    1/ Un premier de série

Un premier de série est indispensable pour une mise au point optimum et l'établissement de chiffrages précis afin de vérifier les prévisions.

Ce "prototype" correspond sensiblement à un montant financier plus de 10 fois supérieur au prix de revient d'une machine après 25 unités produites.

Une solution de financement doit être trouvée afin de permettre cette opération, important par son enjeu final.


    2/ Mise en place d'une association

Une association, dont vous trouverez ci après les éléments de statuts les plus distinctifs, est crée afin de promouvoir le projet.

FORME

Association selon la loi de 1901

 

 

 

BUT

 

 

Promouvoir l'éolien dans les basses vitesses de vent - les plus fréquentes - afin d'obtenir des productions annuelles élevées et un coût du kilowatt des plus réduits, en solution énergétique autonome de proximité – notamment en zone rurale.

Les pays en développement sont tout particulièrement concernés dans cette perspective, mais, également, tous les pays susceptibles d'utiliser cette énergie dans une option alternative optimale.

 

 

 

DENOMINATION

L'association s'intitule " EOLE + "

 

 

 

OBJECTIFS

 

 

Recherche fondamentale :

- Continuation des expérimentations entreprises avec la soufflerie de laboratoire existante;

- Création, si possible, d'un matériel roulant spécial permettant l'obtention du flux par un déplacement contrôlé,

- Éventuellement, construction d'une soufflerie de laboratoire, de même type que la première, mais, de très grande précision.

Construction de un ou de plusieurs prototypes :

- Tout d'abord, construction du modèle de 3,8 m de diamètre actuellement sur plans, puis installation sur le terrain et mise au point;

- Si nécessaire, construction d'une ou de plusieurs autres machines, d'un même diamètre ou de diamètres différents;

Étude et mise en place des moyens de construction série et, formation des personnes intervenantes dans l'évolution et l'exploitation des concepts.

 

 

 

COTISATIONS DE BASE :

 

 

Le montant a été défini, à création de l'association, comme suit :

- Membres participants : 30 euros

- Membres adhérents : 40 euros

- Membres bienfaiteurs : 300 euros

 

 

 

DROIT A L'INFORMATION DIRECTE

 

 

Les membres adhérents sont informés par bulletin, en principe semestriel, de l'évolution éventuelle des structures, de l'emploi des ressources de l'association ainsi que des activités du semestre à venir.

Le texte intégral des statuts pourra être consulté prochainement sur ce site.

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27 octobre 2009 2 27 /10 /octobre /2009 21:42

    1/ Caractéristiques

Caractéristiques Générales du AA K 3,8 - 10 - 1000

 

Diamètre d'hélice :

3,78 m

Nombre de pales :

12

Surface utile balayée :

10 m2

Coefficient de plénitude :

34 %

Hauteur du sol au moyeu :

12 m

(18 m avec permis de construire)

Régulation :

automatique par prise de pas

Orientation :

par dérive double

Génératrice (standard) :

alternateur triphasé (de vitesse et de tension variables)

 

 

Caractéristiques Fonctionnelles

 

Vitesse de démarrage :

1,5 m/s (5,4 kmh)

Limite de pleine captation :

6 m/s (option à 7 m/s)

Vitesse de rotation à puissance nominale :

155 RPM (ou 2,6 t/s)

Puissance nominale :

1 kW

Puissance crète max. :

1,2 kW

Rapport U/V à vide :

6,5

Rapport U/V sous charge :

5

 

 

Informations diverses

 

Poids de l'ensemble pivotant :

120 kg

Poids d'ensemble du kit :

400 kg

Dimensions extrèmes :

6,20 m

 

 

    2/ Vue de l'aérogénérateur AA K 3,8 - 10 - 1000

 

AA_K38.jpg

 

    3/ Prévisionnel de production

La vitesse de démarrage se situant vers 1,5 à 1,8 m/sec., cette machine sera capable de fonctionner utilement plus de 80% du temps sur un site de 4,5 m/s de moyenne annuelle de vitesse de vent, site actuellement considéré comme médiocre, et, 40% du temps à la puissance installée.

A cette moyenne peu avantageuse, la production atteinte sera de l'ordre de 5000 kWh, et, à 5,5 de moyenne annuelle de vent, pourra atteindre 7500 kWh, soit environ 750 kWh/m2/ an, avec un temps de fonctionnement utile de 90% du temps et une couverture de puissance installée de plus de 65%.


    4/ La suite du AA K 3,8 - 10 - 1000

Différentes dimensions peuvent être envisagées, en utilisant pratiquement les mêmes principes conceptuels de réalisation.

Deux modèles sont d'ores et déjà prévus pour faire suite :

AA 012

 

Diamètre de rotor

12 m

Puissance installée

30 kW

Hauteur de pylône

45 m

Production prévue à 4,5 m/s de moyenne annuelle de vent

> 130 000 kWh/an

AA 030

 

Diamètre de rotor

30 m

Puissance installée

55 kW

Hauteur de pylône

52 m

Production prévues à 4,5 m/s de moyenne annuelle de vent

> 300 000 kWh/an


Si le diamètre d'hélice est important et que le pylône n'est pas au moins une fois et demie plus élevé que la valeur de son diamètre, de fortes différences de pression sur hélice existent entre bas et haut de l'hélice.

Cet situation entraîne des alternances d'efforts qui fatiguent considérablement les composants d'hélice et, sont, par conséquent, de préférence à éviter.

Au delà de la dimension indiquée, nous n'avons donc pas prévu de donner suite avant d'en savoir plus sur les éventuelles opportunités.

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27 octobre 2009 2 27 /10 /octobre /2009 21:35

    1/ Opportunités essentielles

Le projet vise à utiliser les vents de basses vitesses (inférieurs à 6 m/s), les plus fréquents, en situation d'autonomie et de proximité.

Ce choix permet de profiter d'une répartition de potentialité bien étalée dans le temps (80 % et plus) et de satisfaire à des critères de rentabilitè des installations de transport et d’utilisation.

Ainsi, une moyenne annuelle de vent de 4,5 m/s doit permettre de compter sur une potentialité de près de 1000 kWh/m2/an et une production de l'ordre de 420 kWh par mètre carré, par an

Par ailleurs, en limitant la pression sur hélice à des vents de 6 m/s (les vents supérieurs étant cependant utilisés dans cette limite), il est ainsi possible :

DE LIMITER LES CONTRAINTES MÉCANIQUES, EN PARTICULIER SUR HÉLICE.

Ce qui permet, en conséquence :

DE PARVENIR A UN COUT DE CONSTRUCTION DES PLUS RÉDUIT

La pression sur hélice étant également en rapport avec le carré de la vitesse du vent, la régulation a été basée essentiellement sur la limitation de cette pression, accessoirement assistée par des effets centrifuges.

 

    2/ Bases et principes techniques

Les connaissances aérodynamiques fondamentales montrent que :

POUR OBTENIR UNE BONNE PRODUCTION À BASSES VITESSES DE VENT

Il fallait notamment utiliser une hélice :

• À axe horizontal, multipale (très améliorée en comparaison des éoliennes de pompage);

• D'un diamètre ou d'une surface suffisants pour générer, presque en permanence, une puissance, même modeste ;

• Utilisée à vitesse de rotation variable, en rapport avec la vitesse du vent;

• Munie d'un système de régulation par effacement progressif des pales, jusqu'à mise en drapeau.

Sur un plan pratique, il fallait que :

• L'énergie produite soit disponible le maximum de temps afin de permettre qu’une adjonction marginale de batteries d'accumulateurs;

• Le courant électrique produit soit directement utilisable, au plus près du lieu de consommation;

• La technique et les moyens de fabrication permettent la construction sur place, l'échange standard et des dépannages aisés.

Par ailleurs, il fallait que :

• L'installation puisse résister aux plus grands vents (de par son système de régulation), permettant ainsi ni soucis, ni intervention.

Les concepts spécifiques engagés permettent de réaliser des aérogénérateurs de grandes performances avec des matériaux et des techniques courants, c'est à dire au meilleur coût.


    3/ Condensé technologique de presse

Aérogénérateur à axe horizontal (HAWT), à hélice de 6 pales et plus, (jusqu'à 12) formant un dièdre de révolution, la partie concave dirigée vers l'origine du vent, en amont du pylône, de vitesse de rotation variable et à contrôle de cette vitesse par limitation de la pression sur hélice et, de la force centrifuge, en mettant progressivement les pales en drapeau; un alternateur, également de vitesse de rotation variable, mais, de tension et de fréquence pratiquement constantes, permettant, par ailleurs, la production d'un courant directement utilisable.

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3 décembre 2008 3 03 /12 /décembre /2008 21:08

 I/ RAPPEL DE NOTION DE CHARGE, DE "VENT RELATIF" ET D'INCIDENCE

1/ Evolution de la charge de puissance d'une hélice

Les courbes de charge de machines éoliennes, à vitesses de vent définies, ont été mises parfaitement en évidence par G. Lacroix au cours des années 1920.

L'allure générale des courbes a déjà été schématisée par le graphe "Optimum de puissance par rapport aux vitesses de rotation libres", dans : "FAQ: En réponse à vos questions".

Le graphe ci après est encore plus explicite des différentes phases de comportement ou de situation.

 

L'optimum se situant sensiblement aux 3/4 de la vitesse de rotation libre, si une hélice possède un rapport U/V à vide de 8,50, ce rapport chûtera à 6,40 environ à pleine charge.

 

Ainsi, et par conséquence, une hélice ne commençant à produire que par un vent de 5 m/s, n'utilisera complètement la potentialité du vent qu'à plus de (5/0,75) 6,50 m/s.

Il y a donc toujours lieu d'indiquer le taux de charge lors de la mention du rapport U/V (ou lambda), ce chiffre ne veut rien dire si ce paramètre n'est pas précisé.

2/ Vent relatif et incidence

  • Ce que l'on nomme "vent relatif" (voir également "En réponse à vos question" Effets du vent sur profil de pale), possède, avant entrée dans le profil de pale, un certain angle de pénétration par rapport à la ligne neutre (ou éventuellement la corde) de ce profil.

C'est ce que l'on désigne communément "angle d'incidence".

A noter, que l'axe neutre du profil correspond à la situation que prend naturellement ce profil en soufflerie, la corde étant qu'une liaison entre le bord extrême d'attaque et le bord de fuite.


II/ ÉVOLUTION DE L'ANGLE D'INCIDENCE AVEC LA CHARGE


1/ Comportement général

Contrairement à ce qui a été dit, à partir des observations sur profils d'ailes d'avion, en situation de portance :

  • Sur un profil de pale d'éolienne ou d'aérogénérateur (en dessous de la charge de décrochage), : 

 

L'ANGLE D'INCIDENCE DIMINUE LORSQUE LA CHARGE DE TRAVAIL AUGMENTE.

C'est un aspect fondamental pour la compréhension des écoulements sur les profils éoliens.

2/ Variables de comportement

Cette diminution d'angle d'incidence présente cependant différents aspects, selon les caractéristiques des hélices, comme nous allons le voir ci après.

Nous essaieront d'en dégager les principales raisons et les conséquences.

Il y a lieu de signaler que le type de profil utilisé semble ne pas affecter sensiblement les écoulements sur les profils, tout du moins pour ceux qui se rapprochent des plus fonctionnels.


III/ OBSERVATIONS EXPÉRIMENTALES


1/ Conditions générales

Soufflante :

  • Vitesse de flux de 6 m/s;
  • Angle d'incidence (Ai) du flux pris à 30 mm devant les pales, et à 25 mm de leurs extrémités;
  • Vapeur de "fumées" localisée et spot d'éclairement pour observation d'écoulement, de visu, sur profil.

Hélices :

  • Pour simplifier, un profil type 44012 a été utilisé, avec 2 profondeurs différentes :

 

 

  • Gauchissement de 16° environ, angle de calage sur corde de 4°;
  • Hélices de 2 et 6 pales.
  • Rapport U/V à vide voisin de 8,5 ;
  • Charge de travail correspondant à 75 % de vitesse à vide.

Le plan de rotation est désigné uniformément sous l'abréviation Pr et l'axe de rotation par A sur vues de gauche.

2/ Hélice de 6 pâles

A/ À vide

On remarquera :

  • Que le vent "relatif"(Vr) pénètre dans le profil avec un angle d'incidence à vide (Aiv), voisin de 30°;

On peut discerner :

  • Une déviation notable devant le bord "attaque" (bord avant), sur l'intrados
  • Un angle de déflexion motrice à vide (Dmv), par rapport au plan de rotation et près du bord de fuite.

Schématisation d'écoulement

 

B/ Sous charge

En dessous de la charge de décrochage

On remarquera :

  • Que vent relatif (Vr) pénètre dans le profil selon un angle incidence en charge (Aic) de 20° env., bien inférieur à l'angle d'incidence à vide (Aiv).

On peut déceler que :

  • La déviation de bord d'attaque se trouve atténuée;
  • La déflexion (Dmc) est pratiquement identique à la déflexion(Dmv), observée précédemment.

Schématisation d'écoulement

 

3/ Hélices de 2 pâles (profondeur de profil de 1/12 ème du diamètre)

A/ À vide

On remarquera :

  • Que vent "relatif" (Vr) pénètre dans le profil avec un angle d'incidence (Aiv), très important, de l'ordre de 80°.

On peut discerner :

  • Un angle de déflexion à vide (Dmv) qui semble très important;
  • Un écoulements anti moteur (Eam) conséquent sur l'intrados près et en direction du bord d'attaque;
  • La création d'une zone de turbulences importante en extrados.

Schématisation d'écoulement

 

B/ Sous charge

En dessous de la charge de décrochage

On remarquera :

  • Que le vent "relatif" (Vr) pénètre dans le profil selon un angle incidence (Aic) pratiquement identique à l'angle d'incidence à vide (Aiv).

On peut déceler :

  • Une déflexion en charge (Dmc) qui semble identique sinon moindre de la déflexion (Dmv);
  • Un écoulement de retour anti moteur (Eam), s'infléchissant vers l'avant et qui semble en diminution par rapport à la situation à vide;
  • Peut être, une diminution de turbulences en extrados.

Schématisation d'écoulement

 

4/ Hélices de 2 pâles (profondeur de profil de 1/20 ème du diamètre, à 95 %)

A/ À VIDE

Il semble :

Que les écoulements sont sensiblement identiques au cas précédent, on pourrait toutefois déceler un accroissement de la déflexion (Dmv) au détriment de la déflexion résultante globale.

Schématisation d'écoulement

 

B/ SOUS CHARGE

En dessous de la charge de décrochage, il semble que les écoulements sont sensiblement identiques à la situation à vide. Une atténuation de la déflexion (Dmc) semblerait toutefois apparaître.


IV/ COMMENTAIRES SUR LES OBSERVATIONS


1/ Comportement réactif des profils éoliens

Les observations montrent que nous sommes en présence d'écoulements essentiellement réactifs, assimilables aux écoulements de flux sur les aubages de turbines à vapeur ou de "réacteurs" d'avions.

La notion de portance semble donc tout à fait inadaptée à la situation et ne peut intervenir que dans un contexte indicatif de pression sur hélice.

L'amélioration de la puissance obtenue en utilisant un bord de fuite cambré, permettant, après mise en pression sur profil de dévier le flux au plus près du bord de fuite, confirme d'ailleurs cette infirmation.

2/ Notion d'un écoulement "anti moteur"

Il est assez logique de penser que les écoulements (Eram) déviés en "intrados" (1) et faisant retour vers le bord d'attaque puissent être considérés comme un aspect d'anti performance motrice d'un profil.

La performance résultante serait, à priori, la différence entre l'effet moteur indéniable se trouvant dans l'écoulement en direction du bord de fuite, et, l'effet anti moteur provoqué par l'écoulement dévié vers le bord d'attaque.

Il y aurait opportunité de pousser plus loin ces recherches de base en réalisant des enregistrements photographiques, des chiffrages des valeurs motrices et anti motrices selon différents type de profils, et, de traduire ces données en équations.

(1) Terme qui n'est peut être pas tout à fait approprié dans le cas éolien.

3/ Cas des 6 pâles et plus

Si nous étions en conduite forcée, les hélices mutipales pourraient être comparées aux turbines hydrauliques de type Kaplan ou Négri, où les mêmes phénomènes d'écoulement se trouvent observables.

Il semble que la déflexion motrice soit faible, mais, la pression étant forte en basses vitesses de flux par suite du nombre et de la surface des pales, le rendement global peut être ainsi satisfaisant

4/ Cas des hélices de 2 à 3 pâles

Si l'on peut entrevoir que les facultés énergétiques soient issues à la différence d'angle entre celui d'incidence en charge (Aic) et celui de déflexion (Dmc), l'ampleur de la déflexion semble à son plus au niveau sur ces types d'hélices, mais, l'écoulement anti moteur (Eam) semble maximum .

Par ailleurs, il semble que le bruit produit par ces hélices, reconnu par tous les intervenants , soit le résultat d'un effet de frappe sur l'intrados, d'une part, de cavitation en extrados des pales, d'autre part.

Le vent relatif étant peu dévié en amont et en aval de l'hélice, (en particulier dans le cas des machines de grandes dimensions et de vitesse angulaire faible), on peut envisager que chaque pale travaille pour son propre compte, avec peu d'inter réaction entre elles.

La conservation presque laminaire du flux peut constituer un atout au crédit de ces hélices pour ce qui concerne les implantation en "fermes" éoliennes.


V/ ÉTUDE DU DÉCROCHAGE ÉOLIEN


1/ Rappel

Le "décrochage" s'observe lorsque l'on met une hélice en surcharge (voir courbe "optimum de puissance par rapport aux vitesses de rotation libre", dans, "FAQ: En réponse à vos questions").

A vitesse de flux égale, la courbe de puissance produite croit sous la charge alors que la vitesse de rotation diminue, puis la puissance marque un palier, pour commencer à décroître plus ou moins rapidement selon le type d'hélice.

Dans cette dernière phase, on observe un changement de bruit provoqué par les cavitations et turbulences, phénomène observable également sur turbines hydrauliques.

2/ Cas des hélices multipâles

Dans ce type d'hélice, on a montré que le décrochage de la puissance traîne en longueur, caractéristique intéressante, car elle permet à ce type d'hélice d'avoir une bonne capacité de réponse, ou de reprise, lors des fluctuations de vitesse du vent.

3/ Cas des hélices bi ou tripâles

Le décrochage est très rapide après dépassement du maximum, et, l'on peut avancer que ce décrochage est d'autant plus rapide que la surface de pale exposée / surface de révolution ou balayée (coefficient de plénitude) est faible

A ce stade, l'écoulement anti moteur semble alors augmenter au détriment de l'écoulement vers le bord de fuite.


VI/ APARTE ÉNERGÉTIQUE


1/ Introduction

Les observations précédentes sont à rapprocher des particularités chiffrées de production de machines.

Nous évoqueront seulement deux ratios essentiels de comparaison de machines.

2/ Puissance / surface de pales

SI l'on s'en tient à l'expérimentation et aux résultats de machines actuelles, en rapport au coefficient dit de "plénitude", les résultats d'une bipale ou tripale à profil étroit sont très élevés.

On ne peut en dire autant des multipales. D'ailleurs, on sait pertinemment depuis bien longtemps, que si l'on double la largeur d'un profil, l'énergie qui en résulte n'est pas double mais, seulement multipliée par 1,6.

Ce nombre 1,6 est bien connu des astrologues, des astronomes et des physiciens, qui l'ont appelé le nombre d'or.

3/ Puissance / surface de révolution, ou balayée

Selon les mêmes expérimentations et les résultats de machines, le résultat global d'une hélice de 2 ou 3 pales est loin d'atteindre celui des multipales, en particulier en basses vitesses de vent ou de flux, où, la bipale (pour exemple) ne peut le plus souvent (vers 4,5 m/s) faire acte de fonctionnement utile.

Si l'on prend une vitesse de vent de 6 m/s, vitesse de vent supposée instantanée, une multipale pourra développer une puissance brute de plus de 110 W/m2, alors qu'une tripale (de meilleur rendement qu'une bipale) n'atteindra guère qu'un peu plus de moitié.


VII/ PROSPECTIVES


Les axes de recherche ne manquent pas, et ce, d'autant que les recherches actuelles, notamment en soufflerie, semblent encore se focaliser sur l'étude de portance des profils.

Les observations effectuées laissent entrevoir qu'il y a encore bien des aspects à vérifier et à essayer de comprendre, "felix qui potuit rerum cognoscere causas" . . .

Comme toutes explorations participent à parfaire les connaissances et, par conséquent de pouvoir construire des machines plus rationnelles, nous avons dans le cadre de recherche de l'association Eole + défini plusieurs priorités.

Ainsi, au cours des travaux de laboratoire ou assimilables nous étudierons :

  • Les définitions des meilleures visualisations des écoulements;
  • L'intégration numérique a des visualisations de veines de flux;
  • Les répartitions de pression et l'optimisation de rendement le long de profils gauchis;
  • La valeur optimale de gauchissement;
  • Les causes du prolongement de l'accroissement du rendement des multipales au delà de 10 m/s;
  • Les écoulements en phase de décrochage,
  • Les évolutions de puissance en fonction des pressions sur hélice,
  •  Le coefficient dynamique de réception de pression,
  •  Les limites d'accroissement de rendement selon nombre de pales

puis, à l'aide du prototype, nous aurons la possibilité d'utiliser la machine avec 2, 3, 6, 9 et 12 pales,

pour confirmation :

  • De l'énergie potentielle contenue dans les basses vitesses de vent;
  • Des calculs de pression sur hélice;
  • Des écoulements sur profils.

et étude :

  • Des décrochages;


Ces axes de recherche ne sont pas restrictifs.

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3 décembre 2008 3 03 /12 /décembre /2008 20:50

 

On remarquera les différences de situation en basses vitesses de vent.

En raison de la faiblesse de pression à laquelle est soumise une bipale ou tripale à basses vitesses de vent, celle-ci se trouve pratiquement dans l'incapacité de capter efficacement les vents de moins de 6 m/s.

 

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3 décembre 2008 3 03 /12 /décembre /2008 20:49

Pour des diamètres d'hélices identiques,

 

 

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3 décembre 2008 3 03 /12 /décembre /2008 20:49

Si l'on construit un rotor muni de lattes profilées sans inclinaison de pas et sans gauchissement, et, qu'on l'entraîne à l'aide d'un moteur, on observera à même vitesse de flux, que :

  •  la pression sur le rotor augmente avec la vitesse de rotation,
  •  la pression croit plus rapidement si le nombre de lattes est important,
  •  la pression croit plus rapidement si la largeur des lattes est importante.
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Présentation

Présentation

... des aérogénérateurs performants au service des hommes ...

Process éoliens François CARRE (1) & Associés ©

Le promoteur du projet montre par une approche analytique rationnelle qu'il existe des techniques rentables, pour capter l'énergie éolienne, en exploitant les vents de basses vitesses, les plus fréquents .

Ce type d'énergie bien maîtrisée, doit, notamment en zones rurales subsahéliennes, participer à une couverture des besoins énergétiques les plus élémentaires, en situation d'autonomie et de proximité, afin d'éviter les pertes en lignes (2), et, amener un mieux être pour les populations. 

Auteurs éoliens de références : Abbot H. - Betz A. - Champly R. - Doenhoff A.E.V. - EDF - Gipe P. - Golding E.W. - Jansens W.A.W - Juul J. - Lacour P. - Lacroix G. - Landau L. et Lifchitz E. - Petersen H. - Prandt L. - Reynolds O. - Smeaton J. - Spera D.A..-US D.O.E 


(1) Ingénieur R et D, ancien attaché de recherche au CNRS et à l'INSERM, auteur ou coauteur de publications, de travaux et brevets sur des procédés innovants (médaille de Vermeil du Salon 1965 des Inventeurs de Bruxelles, médaille d'argent de l'innovation du SIMA 1974, entre autres)

(2) 50% environ sur le réseau EDF .

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