18VENTDUNORD

lien_youtube: 
https://youtu.be/Kg2CSnZSvXg
description mécanique: 

Lien Page Unicaen

http://iutcherbourgmanche.unicaen.fr/actualites/gim-eole-2018-894797.kjsp?RH=1165594490346

 

Notre éolienne est une éolienne 3 pales à axe vertical de type Darrieus. C’est une éolienne rapide qui utilise la portance comme force motrice pour faire tourner le rotor. La portance est créée lorsque la pression sur l’extrados est inférieure à la pression sur l’intrados.

 

Les pales 

Matériau des pales :

Pour une efficacité optimale, les pales doivent être :

  • rigides
  • légères
  • lisses

Pour que les pales soient légères, nous les avons découpées dans des blocs de mousse polyuréthane avec une machine outils à commande numérique.

Pour qu’elles soient à la fois rigides et lisses ; les pales sont recouvertes de deux couches de papier kraft. Elles ont ensuite été enduites d’apprêt mastic, de peinture puis de vernis.

Chaque pale pèse 180 g (grande pale) ou 110g (petite pale).

Pour tester l’influence du revêtement en papier kraft sur la rigidité, nous avons effectué le test suivant : nous avons recouvert 3 pales par une, deux et trois couches de papier kraft. Nous avons fixé les pales à chacune de leur extrémité. Nous avons placé un poids de 5 kg au milieu de la pale et avons mesuré la flèche qui apparaissait. Nous avons obtenu les résultats suivants

Nombre de couches de papier

Dimension de la flèche (en cm)

1

8.7

2

3.7

3

1.2

 

La tenue mécanique des pales est assurée par la présence de deux tiges en carbone de ø8mm dans chaque pale. Ceci permet de résister à la force centrifuge exercée lorsque l’éolienne tourne à pleine vitesse soit une vitesse de 24m⋅s−1 (86,4 km/h).

Les tiges carbone permettent aussi de répartir la force centrifuge sur toute la longueur de la pale.

Pour un but de fiabilité, nous avons réalisé le test suivant : nous avons mis une couche de papier kraft sur une pale dans laquelle nous avons inséré deux tiges en carbone de 8 mm de diamètre. Cette pale était fixée à chacune de ses extrémités. Elle a supporté un poids de 40 kg en son centre et un poids de 5 kg à chaque extrémité.

Profil des pales :

Le profil influe sur la portance, la trainée, le décrochage.et la résistance mécanique.

Paramètres composant le profil :

  • la cambrure (en pourcentage de la longueur de corde)
  • épaisseur maximale du profil en pourcentage de la corde.

Nous avons comparé deux types de profils :

  • Le profil est de type de nom commercial twister
  • Le profil de type Saint-Cyr

 

              Profil Saint-Cyr                         Profil type "Twister"

Nous avons retenu le profil twister qui présente une performance supérieure de 15% dans les conditions du concours.

 

Les spoilers

Ils évitent l’apparition de turbulences en bout de pales ce qui ferait baisser l’efficacité de l’éolienne. Ils ont été découpés à la MOCN dans des plaques d’aluminium AU4G de 1 mm.

Les spoilers contribuent au maintien en position de la mousse et des tiges des pales.

 

Les plaquettes

La fixation des pales sur les bras se fait un moyen de plaquettes en aluminium AU4G 2 mm dans lesquelles enchâssées les tiges en carbone. Ces plaquettes permettent de faire varier l’angle d’attaque et de pouvoir changer rapidement les pales si besoin. Ce système évite aussi d’avoir une intrusion trop importante qui provoquerait des perturbations de vent.

 

description éléctrique: 

Démarage automatique:
Un gros inconvénient des éoliennes de type darrieus est leur démarrage. Son démarage peux être dificile en fonction du vent et de son angle d'attaque.
Pour éviter ce problème nous avons intégré un système de démarrage automatique. L'éolienne tournera donc en moteur pour lancer l'inertie de l'éolienne. Pour cela nous avons prévu une commande intégrer a la visualisation mais aussi un bouton manuelle. Notre éoliennes demarera automatiquement alimenté avec du 24V. Nous avons prévut que l'énergie consomé lors de son démarage soit rentabiliser par le temp economiser pour la rendre stable.

Vous trouverez le shéma de cablage en annexe.

Capteurs intégrés:

Pour une meilleur maintenabilité nous avons intégré des capteurs à notre génératrice.

Le capteur effet hall permet d'avoir la vitesse de rotation de l'éolienne. A chaque passage d'un aimant le capteur aura un tension de 5 V pour le pôle nord. Pour obtenir une vitesse en tr/min on prend la fréquence des fronts montants  fois 60 sur 12 paires de pôles.
Il y a aussi un capteur de température DS18B20 pour prévoir d'éventuels défauts. Nous avons aussi relié ces informations à notre visualisation.

 

Démontage de la génératrice:

https://youtu.be/-ZVWL3ZQ1cQ

photo éolienne: 
  • Schéma de câblage du démarrage électrique