Eolienne de type DARRIEUS :
Cette année, nous avons conçu deux éoliennes à l’axe vertical de type DARRIEUS par 18 étudiants qui sont répartis en 9 étudiants pour chaque éolienne.
L’intérêt de l’éolienne verticale de Darrieus est qu’elle est adaptée aux conditions météorologiques les plus extrêmes
Néanmoins, son principal inconvénient, de par son poids important, est d’avoir un démarrage plus difficile en cas de vents faibles.
Les pales :
Nos deux éoliennes sont composées de trois pales qui sont montées par la fixation des deux plateaux avec l’arbre. Les pales sont de type NACA, elles sont imprimées en 4 morceaux distincts assemblés via des tiges en carbone .
Les deux plateaux qui fixent les trois pales assurent la liaison entre les pales et l’arbre, ils sont troués à leurs trois extrémités de différents façons.
Cela sert à changer l’orientation des pâles sur plusieurs positions afin de choisir la plus adaptée.
Le bâti :
Nos deux bâtis sont réalisés en deux matières différentes :
- un en acier qui est assemblé par la soudure) car c’est moins cher mais plus lourd et moins précis.
- un en aluminium qui est assemblé par les vis ,c’est facile à déplacer.
Concernant le bâti en aluminium, il est très avantageux car les profils aluminium permettent une bonnes mobilité des barres et que cela soit facilement démontable.
Nous avons utilisé le système de glissières des barres pour attacher la génératrice pour permettre un réglage précis et optimale pour que l’arbre soit parfaitement aligner et droit.
Conditionnement électrique et régulation
Nous avons 2 boitiers qui seront positionnées sur le bati contient un hacheur élévateur dans une boîte et un hacheur élévateur-abaisseur sur l’autre, un microcontroleur ESP32 avec les convertisseurs pour l’anémomètre, le capteur inductif et la pince ampèremétrique.
Le hacheur élévateur et abaisseur sert à s’adapter aux deux differentes tensions dévelopées par les deux génératrices. Une boucle de régulation est effectuée.
- lecture de la vitesse du vent (anémomètre coupelle)
- consigne de puissance récupérable via le facteur de charge du hacheur.
- lecture de la vitesse de l’éolienne (codeur magnétique incrémental et capteur de proximité détectant le passage des pales).
- freinage électrique via le hacheur et le freinage mécanique via un frein à disque à cable serré par un moteur pas à pas.
Schéma de fonctionnement
le boîtier qui contient le Hacheur élévateur et le pont redresseur
le Hacheur élévateur-abaisseur qui sera dans l’autre boîte
Description génératrice:
Deux génératrices ont été dimensionnées et fabriquées:
Les deux sont composés de deux rotors de 12 aimants chacuns et d’un stator de 9 bobines.
Les tensions en sortie différent donc le nombre de spires de chaque bobine aussi. Les deux génératrices sont montables sur chaque éolienne. Il est possible de modifier le couplage (étoile/triangle).
Avec des rouleaux de fil de cuivre, un bobineur manuel que nous avons fabriqué et des supports de bobines imprimés, nous avons fabriqué 9 bobines de cuivres d’environ 60 spires.
Le rotor de 12 aimants et le stator de 9 bobines ont étaient imprimé en 3D en Plastic PLE pour pouvoir optimiser les dimensions, le poids et pouvoir plus facilement apporter des innovations de conception (pouvoir crée des formes que l’on ne pourrais pas faire autrement).
Rotor Démontable : Rotor séparé en 2 pour faciliter la maintenabilité du produits, fixation avec deux vis externe et grâce à l’épaulement.