Simulation de chaînes de conversion d'énergie appliquée à une éolienne de type savonius

Abstract

L’étude présente un comparatif des architectures et des stratégies de gestion d’énergie dédiées à un système éolien basé sur les voilures de type Savonius ((Vertical Axis Wind Turbine) VAWT). Un dispositif MPPT (Maximum Power Point Tracking) doit être introduit en vue d’obtenir un rendement énergétique maximal. Un pilotage direct par un redresseur MLI ou indirect par le contrôle du courant du côté du bus continu est possible. En supposant la caractéristique de voilure inconnue, une recherche par logique floue est envisagée. Afin de minimiser les coûts de la chaîne de conversion statique des structures simples (redresseur à diodes et un hacheur dévolteur) sont étudiées et comparées avec un montage reposant sur le redresseur MLI. Les comparaisons énergétiques à des vitesses de vent variables ont alors permis d’évaluer les différentes structures et stratégies de pilotage. Le mémoire s’articule en trois parties principales: Le premier chapitre est consacré à des rappels sur les principales énergies renouvelables et les systèmes éoliens décentralisé avec un concept détaillé de système éolienne de petite puissance basé sur une voilure de type Savonius. Le second chapitre présente la modélisation et simulation du fonctionnement des systèmes étudiés (voilure Savonius et génératrice synchrone à aimant permanent, pont à diodes, redresseur MLI, hacheur dévolteur et différentiel et batterie). Le troisième chapitre est consacré à une étude statique. L’association des éléments décrits dans le chapitre précédent permet d’avoir une vision globale de la chaîne de conversion d’énergie. Enfin, Les résultats de calculs numériques permettent une comparaison énergétique entre les différentes configurations matérielles conjuguées avec les stratégies de commande MPPT développées. Un bilan global du compromis coût/efficacité est enfin proposé pour conclure.