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Optimisation des systèmes de transmission de puissance pour éolienne

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Marcoux, Éric (2013). Optimisation des systèmes de transmission de puissance pour éolienne. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le marché de l'énergie éolienne est en constante évolution. Depuis un bon nombre d’années, les éoliennes à axe horizontal occupent une grande place sur ce marché. Les éoliennes fonctionnant à vitesse variable présentent des avantages certains du point de vue de la production énergétique et de l’optimisation de l’utilisation de l’énergie du vent.

Les éoliennes à vitesse variable nécessitent toutefois un contrôle distinct afin de respecter les normes de qualité de la puissance produite. Généralement, la modification de la puissance générée est faite avec l'électronique de puissance. L’approche de contrôle mécanique est moins dispendieuse que l’approche par électronique de puissance. L’utilisation d’une transmission à variation de vitesse continue (CVT) peut devenir très avantageuse.

L'algorithme génétique (AG) développé dans cette étude permet l'identification de la configuration optimale incluant une CVT. En plus d'une transmission hydrostatique, la configuration proposée est composée d'un train d'engrenages à trois étages, deux trains à un étage, un train planétaire et un générateur à vitesse constante SCIG. Le comportement du système proposé est analysé par simulations numériques. L'AG et la simulation conduisent alors à un système optimisé répondant aux besoins du domaine éolien. Le concept proposé assure un coût plus faible tout en offrant des performances supérieures par rapport au concept généralement utilisé, sans pour autant affecter la fiabilité de l'éolienne.

Résumé traduit

The wind energy market is constantly changing. For many years, the horizontal axis wind turbines occupy an important place in this market. Turbines operating at variable speed have important advantages in terms of energy production and the optimization of the extraction of wind energy.

The variable speed wind turbines, however, require a separate control to meet the quality standards for the delivered power. Usually the modification of the delivered power is perform by power electronics. The mechanical control approach is less expensive than approach by power electronics. The use of a continuously variable transmission (CVT) can be very advantageous.

The genetic algorithm (GA) developed in this study identifies the optimal configuration that can include a CVT. In addition of an hydrostatic transmission, the proposed configuration includes one three-stages, two single stage, one planetary gearbox and a SCIG constant speed generator. The behavior of the proposed system is analyzed with numerical simulation. The GA and the simulation then lead to an optimized system that meets the needs of the wind turbine industry. The proposed concept involves a lower cost while providing superior performances compared to concept generally used, without affecting the lifetime of the wind turbine.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie spérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique". Comprend des références bibliographiques (pages 234-241).
Mots-clés libres: énergie éolienne, CVT, transmission hydrostatique, algorithme génétique, simulation de systèmes physiques
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Guilbault, Raynald
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 05 juin 2018 13:59
Dernière modification: 30 oct. 2018 20:01
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1164

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