EOLIENNE POMPAGE

Présentation de la suite de logiciels mecaflux:

Modelisation helice aerienne dans heliciel

Modelisation helice bateau dans heliciel

Modelisation helice ventilation dans heliciel

Modelisation helice eolienne dans heliciel

Modelisation hydrolienne dans heliciel

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EOLIENNE POMPAGE

Les eoliennes de pompages ont pour objectif de fournir de l' eau. Le besoin d' eau est tel que l' objectif de l' éolienne de pompage sera légèrement différent de l' éolienne de production électrique. L' eolienne destinée au pompage devra être capable de fonctionner sur la plus grande plage de vent possible, car le site d'implantation géographique ne sera plus choisis pour sa rentabilité, mais par obligation de produire de l'eau tout au long de la période sèche.

il existe plusieurs catégories d' éoliennes de pompage suivant le type de pompe qu 'elles actionnent:

eolienne pompe piston
eolienne pompe vis
eolienne pompe centrifuge
eolienne pompe électrique

La vitesse de rotation et le couple des machines implique que les nombre de pales soit adapté aux vitesses de rotation: Un faible nombre de pales est suffisant pour capter l'énergie du disque d'hélice uniquement si la vitesse de rotation est grande, mais si la vitesse de rotation est faible une grande partie du vent passera au travers de l'hélice sans rencontre les pales :

vent apparent passage entre pales

Grandes vitesses spécifiques

Avantages	Inconvenients
Permet de capter l'energie avec un faible nombre de pale, donc apporte les avantages du faible nombre de pales: economique en cout de fabrication	Projection des forces trainées et portances moins favorables, ce qui éxige des profils de bonnes qualités parfois complexes à réaliser.
La mise en rotation tangentielle du flux en aval de l'hélice révelle l'énergie perdue par le systeme. A puissance égale (Pw= couple n.m x vitesse rotation rad/sec), une grande vitesse de rotation utilise moins de couple donc génere moins de pertes.	Couple de démarrage souvent insuffisant pour démarrer a de faibles vitesse de vent, donc nécessite parfois une assistance de démarrage
vitesse de rotations plus proche des systeme de generatrice (le prix de la generatrice et du reducteur sera moins élevé)	vitesse de rotations et couples innadaptés pour le pompage
faible prise au vent violents par mise en drapeau

petite vitesse spécifique

Avantages	Inconvenients
Permet d' utiliser des pales de formes simples économiques en cout de fabrication	pour obtenir un bon rendement il faut beaucoup de pales (plus cher, plus lourd, plus de prise au vent en cas de tempetes...)
démarrage meme aux faibles vitesses de vent	La mise en rotation tangentielle du flux en aval de l'hélice révelle l'énergie perdue par le systeme. à puissance égale (Pw= couple n.m x vitesse rotation rad/sec), une faible vitesse de rotation utilise plus de couple donc génere plus de pertes.
vitesse de rotations et couples bien adaptés pour le pompage	vitesses de rotations inadaptées aux systemes de géneratrice (le prix de la generatrice et du reducteur sera plus élevé)

Éoliennes pompe piston et vis :

Le moindre souffle d'air devra être utilisable, et le couple de fonctionnement nécessaire pour manoeuvrer une pompe à piston est bien plus élevé que celui d'une génératrice électrique. Pour générer du couple sur l 'arbre de l'hélice éolienne au démarrage, donc à basse vitesse, il faudra utiliser toute l'énergie du vent traversant l'hélice.

fonctionnement pompe eolienne

Les eoliennes dont le couple de démarrage doit être élevé, comme les éoliennes de pompage actionnant une pompe à piston ou une pompe a vis, doivent donc avoir un nombre de pales élevé.

eolienne pompage

Les inconvénients de l' éolienne actionnant une pompe a piston:

le prix de revient des pales qui doivent être nombreuses augmente le prix du système de pompage
Le mouvement alternatif de pompage implique que la vitesse du fluide passe de 0 à un maximum. Cette vitesse maximum est bien plus élevée que pour une pompe centrifuge. Ceci génère des pertes de charges qui peuvent être 8 fois plus importantes que pour un pompage à vitesse continue. Les pertes de charge provoquent des surpression qui ont un impact sur les efforts et la fatigue de la mécanique. Ceci force des surdimensionnements et entraîne une usure.

La puissance d'une hélice d' éolienne augmente avec le cube de la vitesse du vent.Pour capter la puissance du vent avec efficacité l'éolienne doit tourner plus vite. On obtient une relation entre vitesse de rotation et puissance qui augmente de manière cubique.La pompe a piston est une pompe volumetrique dont la relation vitesse puissance est pratiquement proportionnelle donc linéaire. Ceci implique que l'éolienne et la pompe auront une seule zone de rendement optimum et dés que cette zone de fonctionnement sera dépassée, l' éolienne perdra beaucoup d'énergie car sa courbe de rotation puissance ne sera pas exploitée au mieux: puissance eolienne pompage

Les éoliennes de pompage actionnant une pompe centrifuge ont un couple de fonctionnement moins élevé donc le nombre de pales peut être diminué

eolienne pompe centrifuge .

De plus la courbe de vitesse/ puissance de la pompe centrifuge peut être adaptée lors de la construction pour correspondre à celle de l'éolienne:

courbe eolienne pompe centrifuge

Les systèmes de pompes électrique couplées a des éoliennes de production d' électricité est une solution intéressante et possède quelques avantages:

Possibilité de dé localiser la production d' électricité par rapport au lieu de pompage.On pourra monter l'éolienne sur un relief venté et conduire l' électricité a la pompe disposée au niveau de pompage.
La pompe pourra être placée au fond du puits et ainsi permettre le pompage de profondeur supérieur a 8 mètres qui était parfois inaccessible avec les autres éoliennes.
La production d' électricité peut être utilisée pour d'autres appareils électriques.