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Le système contrôle-commande de l'éolienne
Le système de contrôle de l'éolienne est composé d'un certain nombre d'ordinateurs qui surveillent sans cesse la condition de l'éolienne, tout en recueillant des statistiques sur son fonctionnement. Comme son nom l'indique, cette unité contrôle également plusieurs interrupteurs, pompes hydrauliques et soupapes situés à l'intérieur de l'éolienne.
Avec l'augmentation de la taille des éoliennes, il devient encore plus important que leur taux de disponibilité soit très élevé, donc que leur fonctionnement soit fiable à tout moment.
Communication avec le monde extérieur
Le système contrôle-commande communique avec le propriétaire ou l'opérateur de l'éolienne par un lien de communication, p.ex. en transmettrant des alarmes ou des demandes d'entretien par téléphone ou radio. Il rend également possible d'appeler l'éolienne afin de recueillir des statistiques et de contrôler sa condition actuelle. Dans un parc éolien, il est normal qu'une des éoliennes soit dotée d'un ordinateur permettant de contrôler et de recueillir les données des autres éoliennes du parc. On peut appeler cet ordinateur par communication téléphonique ou radio.
Communications internes
En général, on installe un système contrôle-commande et tout en bas de la tour, et à l'intérieur de la nacelle. Sur les modèles récents, la communication entre les deux systèmes est normalement assurée par des fibres optiques. L'image à droite montre une unité de communication à fibres optiques.
Sur certains des nouveaux modèles, on a placé un troisième système de contrôle dans le moyeu du rotor. Cette unité communique avec le système de contrôle situé dans la nacelle par des communications en série au travers de câbles couplés par des bagues et des brosses sur l'arbre lent.
Mécanismes résistants à toute épreuve et redondance
Sur les nouvelles grandes éoliennes, les ordinateurs et les capteurs sont généralement dupliqués (redondants) dans tous les endroits requérant un haut niveau de sécurité et de stabilité dans le fonctionnement. Le contrôleur compare constamment les résultats des mesures effectuées partout dans l'éolienne afin d'assurer que tant les capteurs que les ordinateurs fonctionnent correctement. La photo en haut de la page montre le système contrôle-commande d'une éolienne de la classe du mégawatt, muni de deux ordinateurs principaux (nous avons enlevé le cache de l'un des deux ordinateurs pour vous montrer l'électronique qui y est contenue).
Que surveille-t-on ?
Il est possible de surveiller ou de régler entre 100 et 500 paramètres différents dans une éolienne moderne. Le système contrôle-commande vérifie p.ex. la vitesse de rotation du rotor, la génératrice, la tension et l'intensité du courant de celle-ci. En outre, on peut enregistrer les foudres et leur charge. Il est également possible d'obtenir des informations sur la température de l'air en dehors de l'éolienne, la température dans les armoires électroniques, la température de l'huile du multiplicateur, la température des enroulements de la génératrice, la température des paliers du multiplicateur, la pression hydraulique, l'angle de pas de chaque pale du rotor (en cas d'éoliennes à pas variable ou à contrôle actif par décrochage aérodynamique), l'angle d'orientation (en comptant le nombre de dents sur la couronne du dispositif d'orientation), le nombre de torsions des câbles, la direction du vent, la vitesse du vent, la force et la fréquence des vibrations dans la nacelle et les pales du rotor, l'épaisseur des garnitures des freins, si la porte de la tour est ouverte ou fermée (système d'alerte), etc.
Stratégies de contrôle
Beaucoup des secrets de fabrication des constructeurs d'éoliennes concernent l'interaction entre le système contrôle-commande et les autres composants de l'éolienne. En fait, une grande partie de l'augmentation du rendement des éoliennes qui a eu lieu ces dernières années, est due à l'amélioration des stratégies de contrôle.
Une stratégie intéressante poursuivie par certains des constructeurs consiste à adapter la stratégie opérationnelle au régime local des vents. De cette façon, il est p.ex. possible de minimiser l'usure peu rentable de la machine pendant les (rares) périodes de gros temps.
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Dernière mise à jour le 10 mai 2003 http://www.windpower.org/fr/tour/wtrb/control.htm |
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