Calcul et conception d'une éolienne à axe vertical - WIND-IT
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Éolienne verticale - © WIND-IT
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Éolienne verticale - image 3D
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Éolienne verticale - image 3D
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Éolienne verticale - image 3D
Conception mécanique d’une d’éolienne verticale pour la société WIND-IT : de l’avant-projet aux plans de consultation
Wind-it est une start-up française créée en 2014, qui offre des solutions d’alimentation électrique pour les sites hors réseau ou connectés à un réseau non fiable, notamment pour les pylônes de télécommunication. Sa première solution est un pylône de télécommunication à production énergétique intégrée, grâce à l’incorporation d’éoliennes à axe vertical.
La société WIND-IT a consulté Méca pour la conception mécanique d'une éolienne à axe vertical, constituée de 3 pales reliées au rotor cylindrique par deux bras horizontaux. L’objectif de la prestation de Méca était de rechercher des dispositions constructives permettant de répondre aux exigences de résistance de l’éolienne et d’en optimiser les coûts de fabrication.
Dans un premier temps, notre équipe d'ingénieurs a étudié les paramètres permettant d'obtenir la pale et les bras les plus légers possible. Nous avons analysé la conception des éléments mobiles :
- Palier Interface avec le mât fixe, Guidage Rotor/Stator,
- Axe,
- Bras,
- Pales.
MECA a étudié différentes solutions matériaux pour les pales et les bras (alliages légers, aluminium, acier, matériaux composites), tout en cherchant à respecter les critères mécaniques , notamment la fatigue et à limiter les perturbations aérodynamiques liées au profil.
Enveloppe extrême des contraintes équivalentes de Von Mises dans les bras pour le cas de fatigue.
Lors de la phase avant-projet, MECA présente ses résultats d’étude sous forme d’esquisses, de schémas, de sections de principes ainsi qu’une matrice de choix avec les avantages et inconvénients des solutions envisagées.
Les critères de choix identifiés pour la matrice étaient : le coût de production, la facilité du montage et de la maintenance.
Cette évaluation a été ensuite pondérée par Wind-It.
Dans un second temps, l’objectif était d’approfondir et de consolider la solution de conception retenue par WIND-IT. L'équipe MECA a ensuite réalisé une numérisation 3D de la solution retenue, en détaillant les composants les fonctions de rotation et d’assemblages des éléments mobiles.
Enfin, MECA a fourni à WIND-IT un dossier complet de conception permettant une consultation des fabricants avec les plans de détails des pièces à fabriquer et plans de drapage des pièces en matériaux composites.