Des éoliennes plus efficientes

Dans le cadre du cycle de conférences « Poster Sessions » de l’EWEA (European Wind Energy Association), principal salon européen consacré à l’énergie éolienne, des ingénieurs de Moog, un des leaders des solutions pour les éoliennes à pas variables, de bagues collectrices et de monitorage de rotor d’éolienne, ont présenté deux monographies techniques sur les thèmes suivants :

• Un modèle de système de réglages de pales (Pitchsystem) pour une simulation plus réaliste de la charge des pales d’éolienne ;
• Comment accroître la rentabilité des éoliennes par la mesure de la charge des pales.

Un nouveau modèle de système de réglage de pales

Réalisée conjointement par Steffen Adelt et Tobias Rösmann de Moog Allemagne, la première monographie traite d’un nouveau modèle de système de réglage de pales. Celui-ci tient compte des comportements linéaires et non linéaires, distinction essentielle en raison de la singularité des éoliennes comparé à de nombreux autres types de simulation de charge.

Selon Steffen Adelt, « le système de pas des éoliennes fonctionne comme déclencheur pour contrôler la vitesse du rotor et sert de frein d’arrêt en cas de défaillance. Pour les grandes éoliennes, les algorithmes de réglage sont chargés de réduire les charges de fatigue et utilisent eux aussi le réglage des pales comme déclencheur. Cependant, ces boucles de régulation ne prennent souvent pas en compte le comportement réel de la commande. Dans le nouveau modèle, la simulation de charge finale est plus proche de la réalité et permet ainsi aux fabricants et aux opérateurs de disposer de systèmes plus performants. »

Les auteurs ont également exposé quelques avantages du nouveau système de Moog de réglage de pales. Son logiciel de réglage écrit en langage C++ peut être intégré à divers outils de simulation, Compilé sous forme d’une bibliothèque de liens dynamiques (DLL), il est facile à incorporer aux logiciels de calcul des charges des turbines les plus courants, comme par exemple GH Bladed ou Flex5.

Le contrôle des charges de pales est possible

Pour la seconde monographie préparée par Edward Wilkinson de Moog United Kingdom, en collaboration avec Mark Osborne, Glynn Lloyd, Toby King et Paul Bridges, c’est ce dernier qui, se basant sur des études de cas, a exposé comment le monitorage des charges de pales peut permettre de diagnostiquer rapidement les déperditions d’énergie et ainsi permettre d’accélérer le retour sur investissement. Selon lui, « même la plus perfectionnée des éoliennes ne fonctionne pas toujours de la manière la plus efficace. Des différences au niveau de la fabrication, de l’installation et de la mise en service, ainsi que d’éventuels dégâts intervenus pendant le transport ou pendant la maintenance, peuvent entraîner des pertes d’efficience et des déséquilibres. La plupart des systèmes de monitorage actuellement disponibles détectent les dysfonctionnements et non leurs causes. »

En préambule à sa présentation, Bridges a précisé que « beaucoup d’éoliennes présentent un important balourd des pales et même un déséquilibre entre leur angle d’attaque, au-delà du seuil critique. Jusqu’à présent, il était impossible de mesurer ces charges directement pour diagnostiquer ce type de problème car les éoliennes n’ont pas de capteurs capables de mesurer de manière fiable la part imputable à chaque pale. Pourtant, il est possible de contrôler les charges de pales afin d’optimiser la production d’énergie et de détecter les charges invalidantes avant qu’elles n’endommagent l’éolienne.