La courbe de puissance d`une éolienne La courbe de puissance est

Expérimentation 3 ème
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Puissance et Energie
La courbe de puissance d'une éolienne
La courbe de puissance est un graphe représentant la puissance de sortie d'une éolienne à des
vitesses de vent différentes.
On sait que 1 m/s = 3.6 km/h
Une éolienne fournit le plus de puissance à 15 m/s
soit environ 54 km/h
L’éolienne perd de l’efficacité à partir de 20 m/s soit
72 km/h. Plus le vent souffle plus la puissance
augmente mais seulement jusqu’à 15 m/s où elle est
constante jusqu’à 20 m/s.
La puissance est proportionnelle à la vitesse du vent
de 4m/s à 15 m/s.
Si on a un vent de 10 m/s on obtient une puissance
d’environ 250 kW.
Les pales doivent être de 40 mètres de manière à
produire cette puissance et non de 33 mètres qui est
la puissance à 15m/s sur le graphique.
Entre les pales de 33 m et celles de 80 m le
diamètre est multiplié par 2.4 alors que la
puissance est multipliée par 8, ce qui est proche du
carré de 2.4.
Si on triple le diamètre des pales la puissance est
multipliée par 10 (le carré de 3 vaut 9).
Si on prend une éolienne de 2500 kW, on pourra
alimenter 192 maisons de 13 kW car 2500/13
= 192.
Si une centrale produit 900 MW ou 900 000 kW il
faudra 900 000 /2500 = 360 éoliennes pour obtenir
la même puissance.
Diamètre des pales à 15 m/s
NDPR. Les éoliennes doivent être espacées de 9 à 10 fois le diamètre des pales (ici environ 100 m).
Il nous en faut 360 soit un carré de 20 par 20 environ, ce qui correspond à une surface potentielle de
2 km sur 2 km ou 4 km2. (Salins de Hyères)
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Puissance et Energie
1. Répondez aux questions suivantes et traitez le problème posé
Quel est le type d’alimentation fourni par le compteur ?
Le compteur mesure une ‘énergie’. Quelles unités sont employées ?
Où lit-on la consommation en énergie ? Comment est-elle mesurée par le compteur ?
Quels appareils sont à votre disposition pour mesurer (précisez ce qu’il mesure) ?
2. Nous devons répondre à la question suivante : « Comment comprendre le lien qui existe
entre la puissance électrique et l’énergie ? »
Pour commencer expérimentez de manière à répondre aux questions :
-la vitesse de la roue dentée varie t-elle en fonction de la puissance installée ?
-si on veut étudier cette vitesse vaut-il mieux :
. compter le nombre de tours en un temps donné
.compter le temps pour faire un tour
3. Expérimentez en remplissant le tableau en utilisant la seconde méthode
a. Quelle énergie sera mesurée en un tour ?
Appareil
Tension Uv
Intensité Ia
Puissance Pw
Ts en seconde
Th En heure
Energie mesurée
Calculez Pw x Th
b. Que montre votre étude ? (Répondez à la question posée au départ)
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Puissance et Energie
La tension de chaque appareil est la même partout. Elle est de 220 V dans ce circuit. Pour vérifier la
puissance des appareils il faudrait mesurer l’intensité car on a la tension.
On sait que P = U x I. Ici nous avons U = 220 V et I = 60 A. Le calcul donne P = 220 x 60 = 13200 W de
puissance maximum.
Le premier appareil. On sait que I = P/U. Ici nous avons P= 1400 et U= 220. Le calcul donne I=
1400/220 = 6.4 A.
Le second appareil. On sait que I = P/U. Ici nous avons P= 3000 et U= 220. Le calcul donne I=
3000/220 = 13.7 A.
L’intensité du compteur sera donc 13.7 + 6.4 = 20.1 A.
Pour vérifier ces résultats il faudrait un voltmètre et un ampèremètre.
La résistance du 1 er appareil. On sait que R = U/I. Ici nous avons U = 220 V et I=6.4 A donc R=220/6.4
= 34.7 Ω.
La résistance du 2 nd appareil. On sait que R = U/I. Ici nous avons U = 220 V et I=13.7 A donc
R=220/13.7 = 13.7 Ω.
Vérification de U = P x R
= 1400 x 34.7 = 220
3000 x 16.1 = 220
LA RELATION EST VERIFIEE
Un fusible de 10 A peut protéger un appareil dont la puissance est inférieure à 220 x 10 = 2200 W.