Contribution à l’Etude Et Conception D'une Eolienne

Abstract

La quasi-totalité des études effectuées dans les laboratoires ou sur sites réels dans le domaine de la conception et la conversion éolienne à axe horizontale vise principalement l’optimisation des éoliennes du point de vue : aérodynamique, vibratoire et économique. La connaissance des charges indésirables et des contraintes mécaniques associées dans les supports des pales est cruciale pour décrire, comprendre et optimiser la conception des rotors éoliens au niveau des performances souhaitées. La modélisation mécanique des éoliennes est souvent effectuée en considérant soit des sollicitations aérodynamiques (portance et trainée) soit des forces dynamiques de rotation (centrifuges). Seulement, le mouvement combiné du rotor et de la nacelle induit des efforts inertiels importants indésirables sur la structure de l’éolienne à tenir en compte Durant la phase de conception. Ainsi, la présente approche a permis de modéliser les sollicitations dynamiques sur le rotor et montrer que l'augmentation de la vitesse de la nacelle de (0 à 25)% de la vitesse du rotor entraine une augmentation de la contrainte équivalente de plus de 40% induisant une diminution du facteur de sécurité du matériau de 17%(de 4.2 à 3.5) accompagnée d'une perte de matière engendrée par l'augmentation compensatoire de la section du support et des pales de (17.2 à 18)% selon la géométrie utiliséeABSTRACT The quasi-totalité all of the studiescarried out in laboratories or on real sites in the field of horizontal wind axis design and conversion are mainlyaimedat the optimization of wind turbines in terms of aerodynamics, vibration and economics. Knowledge of the undesirableloads and the associatedmechanical stresses in the blade supports is crucial to describe, understand and optimize the design of the wind turbines to the desired performance levels. The mechanicalmodeling of wind turbines isoftencarried out by consideringeitheraerodynamic stresses (lift and drag) or dynamic forces of rotation (centrifuges). However, the combinedmovement of the rotor and the nacelle inducessignificantundesirableinertial forces on the structure of the wind turbine to betakenintoaccountduring the design phase. Thus, the presentapproach made it possible to model the dynamic stresses on the rotor and to show that the increase in the speed of the nacelle from (0 to 25)% of the rotor speed leads to an increase in the equivalent stress of more than 40 % inducing a decrease in the materialsafety factor of 17% (from 4.2 to 3.5) accompanied by a loss of materialcaused by the compensatoryincrease in the section of the support and the blades of (17.2 to 18)% according to the geometryused