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CALCULS DE PUISSANCE DES DIFFERENTS ROTORS EOLIENS CALCULS DE PUISSANCE DES DIFFERENTS ROTORS EOLIENS

CALCULS DE PUISSANCE DES DIFFERENTS ROTORS EOLIENS - PowerPoint Presentation

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CALCULS DE PUISSANCE DES DIFFERENTS ROTORS EOLIENS - PPT Presentation

LES DIFFERENTS ROTORS A LES ROTORS QUI BALAYENT Ils utilisent la portance comme les ailes dun avion A AXE HORIZONTAL A AXE VERTICAL ROTOR DE DARRIEUS A première vue ce qui saute aux yeux est quil y a beaucoup de jour entre les pales donc beaucoup de pertes ID: 359265

vent rotor pour 10m rotor vent 10m pour les train

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Presentation Transcript

Slide1

CALCULS DE PUISSANCE DES DIFFERENTS ROTORS EOLIENSSlide2

LES DIFFERENTS ROTORS

A: LES ROTORS QUI BALAYENT

Ils utilisent la portance , comme les ailes d’un avion

A AXE HORIZONTAL

A AXE VERTICAL

ROTOR DE DARRIEUSSlide3

A première vue, ce qui saute aux yeux est qu’il y a beaucoup de jour entre les pales donc beaucoup de pertes.C’est vrai et monsieur Betz a calculer que pour ce genre de capteur éolien, la perte minimum, quelque soit la vitesse du vent était de 41%

La limite de

Betz

est au mieux de 59%. dans les faits elle avoisine plutôt les 35%Cette limite de B

etz nous servira pour calculer la puissance des rotors qui balayent une surface de vent. Pour nos calculs, nous prendrons une surface de 1m2 , pour un vent de 10m/s et Betz à 59% pour ne léser personne

LA LIMITE DE BETZSlide4

La densité de l’air est de 1,29 dans notre casVoici la formulePuissance = ½ X densité de l’air X Surface balayée X Vitesse au cube x Limite de Betz

Vous remarquerez que la formule est courte et que la notion de couple est intégrée.

Donc voici pour nos rotors qui balayent 1m2 à 10m/s

½ X 1,29 X 1 X 10 X 10 X 10 X 0,59 = 380,5 watts

0,4 KW

FormuleSlide5

B: LES ROTORS QUI CAPTENT OU TRAINENT

ROTOR A AUBES

ROTOR DE SAVONIUS

Attention ! Le rotor à aube et le rotor de

S

avonius

sont souvent confondus.

Le calcul de puissance diffère car

Savonius

intègre une variante supplémentaire de tailleSlide6

Le coéficient

de trainée , comme la limite de

Betz

ne se calcule pas, elles se vérifient

Cependant on peut se baser sur 3 critères simples:

LA NOTION DE TRAINEE

Pale demi-sphère ou demi-cylindre

Convexe

Coefficient de trainée 0,5 (ou cx)

Pale plate

Coefficient de trainée : 1

Pale demi-sphère ou demi-cylindre

Concave

Coefficient de trainée 1,5Slide7

Elle dépend de la densité de l’air: 1,29 comme précédemmentDe la vitesse du vent: 10m/s comme précédemmentDe la surface captée : 1m2 comme précédemment

Du

coéfficient

de trainée (c’est là que ça se complique)Donc voilà la formule pour la force du vent:F = ½ X densité air X vitesse au carré x surface pale x

coef trainée

Calcul de la force du ventSlide8

Notre rotor reçoit 1m2 de vent, la moitié est captrice

et l’autre revient contre le vent

Les pales sont demi-cylindriques donc le coefficient de trainée sera de 1,5 pour la moitié

captrice

moins 0,5 pour la moitié retour. Donc coefficient de trainée de 1

Force du vent sur le rotor à aube:

F= ½ X 1,29 X 10m/s x 10m/s x 1 m2 x coeff

1 = 64,5 newtonsPUISSANCE= Couple en Nm X vitesse en rad/s

Couple = F x rayon du rotor (m) = 64,5x 0,5 = 32,25 NmVitesse en tours/s = 10m/s : circonférence = 10m/s : 3,14 = 3,2T/s

Sachant que: 1 tour par seconde = 6,28318531 radians par seconde

PUISSANCE = 32,25 x 3,2 x 6,28 = 648 watts

0,65 KW

ROTOR A AUBESlide9

ROTOR DE

SAVONIUSSlide10

Notre rotor reçoit 1m2 de vent, les ¾ sont capteurs et un quart revient contre le vent

Les pales sont demi-cylindriques donc le coefficient de trainée sera de 1,5 pour la moitié

captrice

+ 0,5 pour un quart capteur – 0,5 pour un quart capteur + 20% estimé de vent récupéré sur la pale opposée: donc coefficient = 1,8

Force du vent sur le rotor

Savonius

2 pales:

F= ½ X 1,29 X 10m/s x 10m/s x 1 m2 x coeff

1,8 = 116 newtonsPUISSANCE= Couple en Nm X vitesse en rad/s

Couple = F x rayon du rotor (m) = 116 x 0,5 = 58 Nm

Vitesse en tours/s = 10m/s : circonférence = 10m/s : 3,14 = 3,2T/s

Sachant que: 1 tour par seconde = 6,28318531 radians par seconde

PUISSANCE = 58 x 3,2 x 6,28 = 1165 watts

1,16 KWSlide11

ROTOR DE SAVONIUS

4

palesSlide12

Notre rotor reçoit 1m2 de vent, les ¾ sont capteurs et un quart revient contre le vent

Les pales sont demi-cylindriques donc le coefficient de trainée sera de 1,5 pour la moitié

captrice

+ 0,5 pour un quart capteur – 0,5 pour un quart capteur + 20% estimé de vent récupéré sur la pale opposée: donc coefficient = 1,8

Force du vent sur le rotor

Savonius

2 pales:

F= ½ X 1,29 X 10m/s x 10m/s x 1 m2 x coeff

1,8 = 116 newtonsPUISSANCE= Couple en Nm X vitesse en rad/s

Couple = F x rayon du rotor (m) = 116 x 0,5 = 58 Nm

Vitesse en tours/s = 10m/s : circonférence = 10m/s : 3,14 = 3,2T/s

Sachant que: 1 tour par seconde = 6,28318531 radians par seconde

PUISSANCE = 58 x 3,2 x 6,28 = 1165 watts

1,16 KW