Les systèmes d'éoliennes hors réseau peuvent être divisés en deux catégories en fonction de leurs méthodes d'entraînement : l'entraînement non direct et l'entraînement direct. Voici une présentation détaillée de ces deux méthodes d'entraînement :
Système de production d'énergie éolienne sans entraînement direct
Les systèmes de production d'énergie éolienne sans entraînement direct utilisent principalement des boîtes de vitesse pour accélérer les éoliennes et entraîner les générateurs asynchrones conventionnels. Ce type de système peut être divisé en éoliennes à pas fixe et éoliennes à pas variable en fonction de la connexion entre les pales de l'éolienne et le moyeu :
Éolienne à pas fixe : Lorsque la vitesse du vent varie, l'angle des pales face au vent reste inchangé et la connexion entre les pales de l'éolienne et le moyeu est fixe. Cette conception présente une structure simple, mais le taux de conversion de l'énergie éolienne est relativement faible.
Éolienne à pas variable : Lorsque la vitesse du vent change, les pales de l'éolienne peuvent tourner autour de l'axe central des pales pour ajuster l'angle au vent, optimisant ainsi l'efficacité de la capture de l'énergie éolienne. Cette conception améliore le taux de conversion de l'énergie éolienne, mais la structure est relativement complexe.
Système de production d'énergie éolienne à entraînement direct
Le système de production d'énergie éolienne à entraînement direct ne comporte pas de dispositif de transmission par engrenage, et la turbine éolienne entraîne directement le générateur pour produire de l'électricité. Ce type de système utilise généralement des générateurs synchrones à aimant permanent, qui présentent les avantages suivants :
Rendement élevé : Les générateurs à aimants permanents ne nécessitent pas d'excitation électrique et peuvent fonctionner sans balais sans pertes d'excitation, ce qui se traduit par un rendement élevé.
Fiabilité élevée : L'absence de composants mécaniques de transmission tels que les boîtes de vitesses réduit le nombre de points de défaillance et améliore la fiabilité du système.
Faible coût de maintenance : Le système de production d'énergie éolienne à entraînement direct a une structure simple, une maintenance aisée et réduit les coûts de maintenance.
Densité de puissance élevée : Les aimants permanents peuvent augmenter la densité du flux magnétique de l'entrefer, améliorant ainsi la densité de puissance du moteur.
Les systèmes de production d'énergie éolienne à entraînement direct présentent également certains inconvénients :
L'excitation ne peut pas être réglée : dans le système à vitesse variable, le contrôle de la tension constante ne peut pas être réalisé par le moteur lui-même, et il est nécessaire d'utiliser une régulation de tension par condensateur en série ou une méthode hybride combinant l'excitation par aimant permanent et l'excitation électrique.
Coût d'investissement initial élevé : En raison de l'utilisation de composants très performants tels que les générateurs synchrones à aimant permanent, le coût d'investissement initial des systèmes de production d'énergie éolienne à entraînement direct est relativement élevé.
