Etude d’une petite éolienne en fonctionnement autonome

Abstract

A travers le travail effectué dans ce mémoire, nous avons étudié une petite chaîne de conversion d’énergie éolienne autonome basée sur une machine synchrone à aimants permanents, associée à un système de stockage hydraulique (STEP). Le premier chapitre est consacré à la présentation des différents types d’éoliennes existantes, à savoir les éoliennes à axe horizontal et à axe vertical avec leurs différentes structures, ainsi leurs principes de fonctionnement et leurs avantages et les inconvénients. Dans le deuxième chapitre, on a présenté la modélisation des différents éléments constituants une chaîne de conversion d’énergie éolienne, tel que : la Turbine, générateur synchrone à aimants permanents, convertisseurs statiques (redresseur, onduleur). Une description détaillée du mode de stockage choisi a fait partie de ce chapitre en dernier lieu. Le modèle de la GSAP a été validé par les résultats de simulation présentés sur deux charges différentes (monophasée, triphasée équilibrée). Les stratégies de commande des différents éléments de la chaîne de conversion éolienne étudiée ont fait l’objet du dernier chapitre. La méthode de contrôle en couple (OTC) est appliquée à la turbine pour extraire le maximum de puissance (technique MPPT), qui dépend de la caractéristique de la turbine ??(?) et la vitesse de rotation de rotor. Les résultats présentés justifient l’efficacité de la méthode utilisée. La commande vectorielle est la stratégie utilisée pour le contrôle de la MSAP. Pour ce faire, un découplage entre la partie magnétique (le flux) et la partie mécanique (le couple) a été réalisé, où un fonctionnement semblable à celui de la MCC est obtenu. La régulation est basée sur des régulateurs PI. La même machine (MSAP) et le même contrôle (commande vectorielle) ont été utilisés et appliqués au système de stockage hydraulique associé à la chaîne éolienne. L’association et l’implantation des différents modèles mathématiques et leurs stratégies de commande sous l’environnement MATLAB/Simulink nous a permis de valider le fonctionnement du système global étudié. Les résultats de simulation présentés et interprétés dans le dernier chapitre, confirment l’efficacité et la flexibilité des méthodes de contrôle utilisées. Quelques perspectives peuvent être évoquées : • La mise en œuvre du système étudié sur une plateforme réelle ; • Développement et application des nouvelles stratégies du contrôle pour le système éolien, telle que le fuzzy, et le neuro-flou ; • Association du système étudié avec d’autres sources d’énergie renouvelable comme le photovoltaïque (système hybride) pour assurer une disponibilité et la continuité de production d’énergie ; • Elargir le système étudié à des générateurs plus puissants avec leurs connexions au réseau électrique et étudier leurs impacts.