Partie 4 - Rendement et production énergétique · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - ITEC 2025

Partie 4: les éoliennes choisies conviennent-elles au regard des objectifs de la production visée ?

DT4: synoptique de l'éolienne

Rep. · Désignation · Rep. · Désignation

1 · Fondation · 13 · Multiplicateur de vitesse (rendement 85%)

2 · Mât · 14 · Accouplement mécanique basse vitesse

3 · Pignon d'entraînement de la nacelle · 15 · Arbre lent

4 · Roue dentée liée au mât · 16 · Moyeu du rotor à 3 pales

5 · Moteur d'orientation de la nacelle · 17 · Pales à orientation variable (rendement 80%)

6 · Nacelle orientable · 18 · Convertisseur (rendement 99%)

7 · Unité centrale de traitement · 19 · Dispositif de calage des pales

8 · Girouette · 20 · Groupe hydraulique

9 · Anémomètre · 21 · Transformateur (rendement 95%)

10 · Génératrice asynchrone (rendement 90%) · 22 · Liaison électrique avec réseau triphasé 20 kV ENEDIS

11 · Accouplement mécanique haute vitesse · 23 · Câble basse tension triphasé 690 V~

12 · Frein à disque

DR5: diagramme des blocs internes (ibd)

La vitesse moyenne du vent sur le site de la ferme éolienne est estimée à $5{,}5\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$ tout au long d'une année.

DR6: courbe de puissance du vent

Le bureau d'études estime à $25\,000\text{ MW}\cdot\text{h}$ l'énergie électrique produite par la ferme éolienne pour une année.

Questions 4.5 à 4.7: Rendement et production énergétique

4.5

Compléter la chaîne de puissance en précisant le rendement de chaque bloc dans les cases grisées (à partir des données du document DT4).

Rotor-Hub (Pales) $\eta_p$:

%

Multiplicateur $\eta_m$:

%

Génératrice asynchrone $\eta_g$:

%

Convertisseur $\eta_c$:

%

Transformateur $\eta_t$:

%

4.6

Calculer le rendement global $\eta$ pour une éolienne.

%

En déduire l'énergie produite sur une année en prenant la puissance moyenne fournie par le vent égale à $1\text{ MW}$ pour une éolienne.

4.7

Le bureau d'études estime à $25\,000\text{ MW}\cdot\text{h}$ l'énergie électrique produite par la ferme éolienne pour une année.

Conclure sur l'estimation du bureau d'études pour le parc de cinq éoliennes.