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Thursday, 11 July 2024La production de ces « terres rares » est très polluante pour l'environnement et la question des déchets n'a toujours pas de solutions à ce jour. Certains pays (Etats-Unis par exemple) ont préféré pour ces raisons ne plus produire ces « terres rares » sur leur sol mais les importent de pays aux normes environnementales moins strictes (Chine). Beaucoup de propriétaires de moulins sont sensibles aux questions environnementales. Ils doivent être informés de ces questions. Dans de nombreuses applications, « les terres rares » sont indispensables. Ce n'est pas le cas dans les sytèmes de production d'électricité accouplés aux roues de moulin où cette technologie est globalement moins performante que d'autres. Il est bien sûr impossible d'entrer ici dans les détails et dans des questions techniques plus précises de couples, d'accouplement mécanique et de régulation (la fixation du rotor et du stator, délicate, par exemple). N'ayant pas fait d'études approfondies sur les turbines et leur système de production d'électricité, nous n'abordons pas cette question.
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Nous sommes régulièrement sollicité par les propriétaires de moulins pour donner notre avis sur l'utilisation de génératrices à aimants permanents dans le but de produire de l'électricité au moyen d'une roue de moulin, système présenté comme une innovation. Une société souhaiterait même notre collaboration pour installer ce type de génératrice. Nous sommes bien sûr sensible à sa confiance et à l'intérêt qu'elle porte à notre entreprise. La génératrice à aimants permanents, dans un système de production d'électricité, présente des avantages par rapport à d'autres systèmes en raison de sa vitesse de rotation lente qui peut permettre l'économie d'un multiplicateur et parce qu'elle peut produire de l'électricité à des vitesses variables avec un bon rendement (seulement aux vitesses rapides, le rendement décroit rapidement aux vitesses lentes). Cette génératrice rend cependant nécessaire l'utilisation de convertisseurs sophistiqués. La génératrice à aimants permanents est particulièrement intéressante dans les éoliennes par exemple.
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Le coût d'un multiplicateur est donc quasiment identique quel que soit le type d'alternateur utilisé. Aucune économie sensible n'est donc réalisée dans ce domaine avec l'utilisation d'une génératrice à aimants permanents. Il reste la question de la régulation. Comme il est indiqué par les constructeurs, ce type de génératrice nécessite des équipements électriques sophistiqués (convertisseurs), qui sont donc inévitablement une source potentielle de dysfonctionnement et surtout qui sont beaucoup plus onéreux qu'un système basé sur une génératrice asynchrone. Pour ces trois raisons, l'utilisation d'une génératrice à aimants permanents ne nous paraît pas adaptée dans un système de production d'électricité accouplé à une roue de moulin. Le coût d'un tel système serait supérieur à d'autres installations, avec des composants mécaniques et électriques plus complexes rendant inévitablement plus fragile l'installation, sans avantages réels. D'autre part, la fabrication de générateurs à aimants permanents nécessite l'utilisation en grande quantité de « terres rares ».
Avec moins de 50% de charge, le rendement se reduit beaucoup plus rapide. Les onduleurs pour panneaux solaires ne conviennent pas. L'hydroélectricité utilise des onduleurs éoliens. Enfin une liste de certaines espèces exotiques, ou des idées exotiques: Connecter une PMG directement au réseau. En principe possible mais très critique. Le champ magnétique est fixe, ainsi que le rapport tension / fréquence. Normalement 230 V / 50 Hz. Avec une PMG, il faut attendre. Seuls les constructeurs autonomes des génératrices PMG peuvent ajuster le nombre d'enroulements et donc la tension à 50 Hz. La puissance réactive est un point d'attention. Faites fonctionner une génératrice asynchrone jusqu'à 4 fois la vitesse synchrone, puis transformez-le en 230-400 V net avec un onduleur. L'efficacité d'une génératrice asynchrone augmente fortement avec l'augmentation de la vitesse, mais la question est de savoir si cela l'emporte sur les pertes supplémentaires dans la boîte de vitesses. Le prix d'une génératrice asynchrone est considérablement inférieur à celui d'une PMG, c'est donc un profit.