Pour les machines synchrones classiques et asynchrones à cage, la vitesse de rotation est directement dépendante de la fréquence des courants des bobinages statoriques.
La Machine Asynchrone à cage a un nombre de paires de pôles fixe et fonctionne donc sur une plage de vitesse très limitée : le glissement est de l'ordre de quelques %.
La Machine Synchrone fonctionne en vitesse fixe impérativement.
En mode autonome
Les éoliennes non raccordées au réseau, fonctionnent en mode autonome et alimentent des charges isolées avec éventuellement un ou plusieurs groupes électrogènes en appui. Pour cette configuration, le recours à un système de stockage présente un intérêt significatif en cas d'absence de groupes électrogènes, notamment en cas de vent faible.
Le recours à des batteries est utile pour le stockage d'énergie à long terme. D'autres systèmes de stockage sont envisagés comme le stockage inertiel à court terme. Le stockage inertiel évite alors l'utilisation de batteries qui présentent un caractère polluant pour l'environnement. L'énergie se présente sous forme d'énergie cinétique, stockée dans un volant d'inertie.
La génératrice utlisée peut être une machine synchrone à aimants permanents ou une machine asynchrone à cage munie de capacités indispensables pour son excitation.
Schéma général en mode autonome pour une éolienne à vitesse fixe
En mode réseau
Lorsque l'éolienne est connectée au réseau, la vitesse de rotation de la MAS doit rester pratiquement constante de façon à ce que la machine reste proche de la vitesse de synchronisme, principal critère pour un fonctionnement stable de la génératrice.
La fréquence du réseau impose la vitesse de rotation de la machine.
Le générateur à vitesse fixe, en liaison directe avec le réseau, est nécessairement muni d'un multiplicateur de vitesses.
L'éolienne tourne à une vitesse de rotation donnée pour une plage restreinte de vitesses de vent, ses applications sont donc limitées.
• Exemple d'un montage avec multiplicateur et une MAS à cage d'écureuil connectée directement au réseau.
• Exemple de montage avec une MAS à double stator
