Fiche de cours

Conversion d'énergie

EE-360

Fiche de cours

Enseignant(s) :

Gupta Rahul Kumar
Hodder André
Matioli Elison de Nazareth

Langue:

Français

Résumé

L'objectif de ce cours est d'introduire les systèmes et outils liés à la conversion d'énergie, en se référant au contexte particulier de la production d'énergie électrique, qu'elle soit conventionnelle ou bien en lien avec les sources d'énergie renouvelable.

Contenu

Le cours est divisé en trois parties, qui couvrent les aspects liés à la conversion de l'énergie en électricité:

1. Partie I:Considérations sur les systèmes de conversion
1.1. Ressources en énergie et besoins en énergie.
1.2. Systèmes de conversion principaux: turbines à gaz et unités à cycles combinés, systèmes de gestion des turbines à gaz et à vapeur, turbines hydrauliques, systèmes éoliens: éléments d'aérodynamique, caractéristiques principales.

2. Partie II: Conversion électromécanique
2.1. Introduction: Rôle de l'énergie électrique, définition d'un système électromécanique ainsi que des différentes formes d'énergie (électrique, mécanique, thermique, magnétique). Origines d'une force électromécanique, bilan énergétique, rendement.
2.2. Principaux transducteurs électromécaniques dans les systèmes de conversion d'énergie (transformateurs, machines asynchrones, machines synchrones): structure, modélisation, principe, équations caractéristiques, performances et principales applications.

3. Partie III: Conversion statique.
3.1. Introduction à l'électronique de puissance: définitions fondamentales, notion de commutation et rendement, interconnexion de sources, méthodologie d'étude systématique: cellule de commutation, caractéristique statique, mécanismes de commutation, semi-conducteurs de puissance:
3.2. Conversions DC/DC: définitions et classifications, des convertisseurs un quadrant aux convertisseurs reversibles, complément sur les alimentations à decoupage.3.3. Onduleurs et redresseurs: définitions et classifications, convertisseur de courant: structure et fonctionnement redresseur/onduleur, onduleurs de tension, modulations rectangulaires et PWM, relations fondamentales et fonctionnement redresseur/onduleur, compléments sur la conversion multiniveaux.

Compétences requises

Cours prérequis indicatifs

Physique général III et IV, Electronique I et II, Circuit et systèmes I et II.

Acquis de formation

A la fin de ce cours l'étudiant.e doit être capable de:

• Modéliser un système de conversion d'énergie
• Choisir ou sélectionner une méthodologie d'étude associée
• Prévoir le comportement du système de conversion

Compétences transversales

• Utiliser une méthodologie de travail appropriée, organiser un/son travail.
• Ecrire un rapport scientifique ou technique.

Méthode d'enseignement

Ex cathedra. Exercices sur papier et à l'ordinateur.

Méthode d'évaluation

Contrôle continu

Ressources

Ressources en bibliothèque

• Wind Energy Handbook / Burton
• Thermodynamique et Energétique / Borel

Liens Moodle

• https://go.epfl.ch/EE-360