BAC Technologique – 2001 Physique Pour des besoins en électricité d'un site isolé, l'exploitation d'une éolienne présente de nombreux avantages. Tout en respectant l'environnement, elle permet de faire des économies substantielles par rapport à la dépense liée à un raccordement au réseau EDF. Le système électrique est constitué d'un alternateur (ou aérogénérateur), d'un redresseur, d'une batterie d'accumulateurs et d'un ondulateur. Cet ensemble est étudié dans cet exercice; toutefois, les quatre parties peuvent être résolues séparément. L'alternateur à vide: Le rotor de l'éolienne entraîne un alternateur triphasé à aimants permanents. Les caractéristiques de cette machine synchrone sont les suivantes : - Puissance mécanique nominale : 9kW ; - Fréquence de rotation nominale du rotor : 300tr/min ; 1. Un oscilloscope branché par l'intermédiaire d'une sonde de tension permet d'observer la force électromotrice e par phase, c'est à dire la tension simple apparaissant entre la phase 1 et le fil neutre (voir figure 1). L'oscillogramme est le suivant (figure 2) : a) Déterminer la période T et la fréquence f de cette tension. b) En déduire le nombre de paire de pôles de l'alternateur sachant que n=240tr/min. c) Calculer la fréquence de la tension lorsque la vitesse augmente à n=300tr/min. d) Déterminer l'amplitude et la valeur efficace V de la tension observée. e) En déduire la valeur efficace de la tension mesurée entre deux phases de l'alternateur triphasé. Quel type d'appareil doit-on utiliser pour mesurer cette tension (nom, type et position)? Stockage de l'énergie électrique. L'énergie est stockée dans une batterie d'accumulateurs pour continuer d'alimenter les récepteurs pendant les périodes de vent faible. Pour cela, on associe à l'alternateur un redresseur, une batterie d'accumulateurs puis un ondulateur. Le schéma de principe est donné

sur la figure 3: a) Quelle est la fonction du redresseur? b) La tension aux bornes des batteries d'accumulateurs est de 240V.