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Pertes énergétiques d'une éolienne à partir des formes de glace simulées numériquement
No full textLes milieux nordiques disposent généralement de régions très bien exposées au vent et ces régions semblent idéales pour l'exploitation des éoliennes. Malheureusement, les problèmes liés au givrage y sont fréquents et ont des sérieuses conséquences sur la production des éoliennes, leur maintenance et leur durée de vie.
Le givrage, qui est caractéristique des régions au climat froid, est le phémomène d'accumulation de glace sur les pales des éoliennes. Il est causé par la pluie verglaçante, la bruine et le brouillard givrant au niveau du sol ou le givrage dans les nuages en altitude, ou le gel, lorsque l'éolienne est installée à proximité des masses d'eau. Le givrage diminue les performances aérodynamiques en provoquant des pertes de puissance et par conséquent des pertes énergétiques.
L'impact du givrage est difficile à quantifier sans essais expérimentaux et simulations numériques en raison du manque de données réelles sur le terrain. Le coût des essais en soufflerie étant élevé, une approche par simulations numériques permet de fournir rapidement des informations sur les pertes de performances aérodynamiques et énergétiques dans différentes configurations d'éoliennes et de conditions météorologiques. Combiner des mesures météorologiques nombreuses à des modèles numériques puissants est essentiel pour évaluer adéquatement l'impact du givre sur le fonctionnement d'une éolienne et sa production annuelle
Étude et conception d'un système hybride éolien-diesel-air comprimé pour l'électrification d'une station de télécommunications isolée
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Optimisation de l'efficacité du moteur diesel pour un système hybride éolien-diesel : validation expérimentale
No full textEn raison des avantages techniques, économiques et énergétiques démontrés, dans plusieurs études de littérature, pour le système hybride éolien-stockage d’air comprimé à grande échelle avec turbines à gaz (CAES), a été explorée la possibilité d’utilisation du système hybride éolien-diesel avec stockage d’air comprimé (SHEDSAC), destiné à des applications à moyenne et à petite échelles (électrification des sites isolés). Il a été démontré dans plusieurs études que le SHEDACME, combiné avec une suralimentation des moteurs diesel, a comme effet, l’augmentation de la puissance et le rendement du moteur diesel et diminution de la consommation en combustible et des émissions des gaz à effet de serre (GES). Cet article présente les résultats obtenus de la validation expérimentale de la conception choisie dans le but de valoriser cette solution innovatrice et la rendre plus convainquant
A hybrid wind-diesel-compressed air system for remote telecom infrastructures = Système hybride éolien-diesel avec stockage d'air comprimé pour l'électrification d'une station de télécommunications isolée
No full textTo cover a broader area, telecom infrastructures are most often installed in remote area, difficult to access, especially during winter, and are not linked to the electric grid. Nevertheless, telecom infrastructures require continuous, stable, and safe energy supply, and, as a result, in most - if not all - locations, diesel generators are used. In this paper, we study the feasibility of a new combined wind-diesel-compressed air storage power generation system. The modelling of the proposed system takes into account the amount of energy produced and stored (reservoir size, engine size, storage capacity, energy density, etc), the fuel and maintenance savings, and the reduction of carbon dioxide emissions
Investigation of electricity production with a wind-diesel-compressed air energy storage system for Nordic remote villages
No full textRemote areas around the world predominantly rely on diesel-powered generators for their electricity supply, a relatively expensive and inefficient technology that is responsible for the emission of 1.2 million tons of greenhouse gas (GHG) annually, only in Canada (Gouv-Canada). Wind-diesel hybrid systems (WDS) with various penetration rates have been experimented to reduce diesel consumption of the generators. After having experimented wind–diesel hybrid systems (WDS) that used various penetration rates, we turned our focus to that the re-engineering of existing diesel power plants can be achieved most efficiently, in terms of cost and diesel consumption, through the introduction of high penetration wind systems combined with compressed air energy storage (CAES). We present the operative principle of this hybrid system (Wind-Diesel-Compressed Air System (WDCAS)), its economic benefits and advantages. Also, the performances of a specific WDCAS system with diesel engine downsizing are explored. This proposed design, that requires the repowering of existing facilities, leads to
heightened diesel power output, increased engine lifetime and efficiency and to the reduction of fuel consumption and GHG emissions, in addition to savings on maintenance and replacement cost. Finally, we apply this concept in the case of a Canadian Nordic village to demonstrate the real energetic, ecological and economic potential of this system
Simulation numérique des pertes énergétiques d'une éolienne dues au givrage
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Numerical simulation of the wind energy production losses due to icing
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Software tool to predict the wind Energy production losses due to icing
No full textThe icing causes energy losses for wind turbines. Impact of ice is difficult to quantify without experimental tests and numerical simulations due to the lack of real data from the field. The high cost of wind tunnel testing, conducted to the necessity to develop a numerical approach that can accurately evaluate the energy losses for different configurations of wind turbine and weather conditions at lower cost and over a shorter period. PROICET is a numerical model to calculate the annual energy production of a wind turbine considering the icing events. This model can elsewhere quantify the energy losses induced by the ice
Générateur éolien-diesel avec stockage d'énergie : critères de choix du système de stockage
No full textDans la plupart des régions isolées, le générateur diesel est la source principale d’énergie électrique, une méthode
qui pose toujours d’immenses défis techniques et financiers. Pour ces régions, le prix d’extension du réseau électrique est prohibitif et le prix du combustible augmente radicalement avec l’isolement. Au Québec, la plupart de ces communautés sont situées dans des régions possédant une ressource éolienne suffisante pour une exploitation commerciale. L’utilisation du jumelage éolien-diesel (JED) dans ces réseaux autonomes pourrait réduire les déficits d’exploitation. Cependant, la rentabilité du JED est atteinte à la condition d’obtenir un taux de pénétration élevé de l’énergie éolienne (TPE) ce qui est possible uniquement en utilisant des systèmes de stockage. Dans cet article, sera présenté un tour d’horizon des technologies de stockage d’énergie pouvant être associées au JED. Ensuite, dans l’objectif de pouvoir comparer les performances des différentes technologies de stockage et dégager la technologie la plus performante pour le JED, une liste des critères techno-économiques sera analysée. Cette analyse mène à l’élaboration d’une nouvelle méthode de choix caractérisée par l’indice de performance des techniques de stockage d’énergie où la détermination de cet indice peut être obtenue à partir d’une série de matrices d’aide à la décision
