Éolienne pendulaire

SYSTÈMES MÉCANIQUES PASSIFS

Toute conception mécanique s'attache à ce que les structures soient équilibrées, aussi bien au niveau des appuis que de leur axe de rotation lorsque le système est en mouvement.

Ces éoliennes possèdent trois systèmes mécaniques passifs qui compensent et équilibrent les surcharges structurelles et les montées en puissance provoquées par les rafales de vent. Le premier de ces systèmes est composé du rotor monopale basculant, le deuxième est la transmission pendulaire et le troisième est la nacelle auto-orientable.

Toute perturbation provoquée par une rafale de vent est ainsi absorbée : en premier lieu par le rotor basculant et ensuite par l'ensemble pendulaire. L'action commune de ces deux systèmes, ajoutée au dispositif auto-orientable, parvient à ce que la répercussion de ces perturbations soit minimiser sur la structure et sur la qualité de l'énergie délivrée.

ÉQUILIBRE DU COUPLE-MOTEUR

Les assemblages entre les composants peuvent être rigides ou posséder un certain degré de liberté. Face à une perturbation, les premiers se tendent, tandis que les seconds s'adaptent en changeant leur position.

Le fait de placer les masses de certains composants de l'éolienne (génératrice, disque de frein et multiplicateur) de forme pendulaire, suspendus à un roulement aligné avec l'axe du rotor leur permettant de tourner jusqu'à ce que son couple-moteur soit équilibré dans leurs déplacements, constitue l'un des principes mécaniques de notre conception. Cette spécificité libère la structure, la semelle et le terrain de toute contrainte.

STABILITÉ DE L'INERTIE

Tous les composants faisant partie de la transmission possèdent des éléments qui tournent à des vitesses différentes et qui accumulent des énergies cinétiques de rotation très supérieures à celle du propre ensemble pendulaire.

L'inertie étant la propriété d'un corps à résister à tout changement de position, de vitesse de rotation ou de vitesse de translation, lorsque la somme des inerties des parties en rotation des différentes éléments qui composent la transmission (arbres, engrenages, etc.) est supérieure à l'inertie du propre ensemble pendulaire, ce dernier réagira en premier lieu face à quelconque perturbation du couple-moteur, s'agissant de l'élément de moindre inertie.

Grâce à tout ceci, nous parvenons, face à une perturbation, à ce que la répercussion sur les masses en rotation soit très faible et, par conséquent, à ce que l'impact sur le régime de vitesse délivré à l'arbre de la génératrice le soit également.

TRANSPORTABILITÉ

Les modèles d'éoliennes allant jusqu'à 335 kW sont facilement transportables dans 1 conteneur à toit ouvert de 40'.

Grâce à leurs particularités mécaniques et à l’électronique de puissance intégrée dans les aérogénérateurs ADES, l’électricité qu’ils délivrent au réseau possède des caractéristiques très stables et répond à toutes les exigences établies. Ils compensent notamment l’énergie réactive et supportent les creux de tension générés dans les réseaux électriques, conformément à la réglementation la plus stricte. (Plus d'informations)

Délivrant une énergie de haute qualité, avec moins de charges structurelles, ces éoliennes peuvent être connectées dans de nouveaux parcs, dans des zones à réseaux faibles et/ou isolés, et en parallèle avec d'autres sources d'énergie. Elles peuvent également être utilisées pour accroître la puissance (repowering) de parcs éoliens en profitant des infrastructures existantes qui, se retrouvant mois surchargées, permettent d'augmenter la hauteur de colonne et la surface balayée en fournissant un nombre plus élevé d'heures équivalentes.

Comme chacun sait, le vent est une énergie exploitée depuis l'antiquité, tout particulièrement pour la navigation. À notre époque actuelle, des éoliennes modernes transforment cette énergie en électricité, en injectant cette dernière dans le réseau.

Toutefois, le manque de continuité et d'uniformité de ce phénomène météorologique en termes d'intensité et de direction a des répercussions négatives sur les propres éoliennes et le système électrique auxquelles elles sont raccordées.

La technologie actuelle de machines éoliennes, dont la conception repose sur le modèle danois (tripale face au vent), résout les problèmes dus aux variations de couple et de vitesse de rotation en dimensionnant les structures pour ces régimes de charges et en contrôlant les machines à l'aide de servosystèmes actifs de régulation et de commande, capables de surmonter les phénomènes naturels dans les limites recommandées sur le plan de la sécurité et des finances disponibles.

Alors pourquoi ?

L'un des principaux objectifs de notre conception est d'éliminer ces rigidités au moyen de systèmes capables de compenser, d'accumuler et de restituer ces variations, en évitant qu'elles ne se répercutent sur l'uniformité de rotation de la génératrice, en atténuant donc les montées en puissance et les surcharges structurelles.

En définitive, la philosophie de nos conceptions consiste à construire des machines qui se fatiguent moins, en y intégrant des systèmes mécaniques passifs qui leurs procurent davantage de degrés de liberté pour faire en sorte que les propres forces du vent qui les malmènent se convertissent en des alliées.

Grâce à toutes ces qualités, découlant de la simplicité du produit et de sa maintenance réduite, ces éoliennes sont idéalement applicables et installables au sein de réseaux ou d'espaces dans lesquels ces machines ne pouvaient pas être utilisées auparavant.

Elles peuvent également travailler de manière isolée ou en parallèle avec d'autres sources d'énergies renouvelables:

• Augmentation de puissance de parcs éoliens (repowering)
• Production au sein de microréseaux électriques et/ou production isolée
• Nouveaux parcs éoliens
• Fourniture d'énergie mécanique constante : applications de pompage, dessalement, etc.
• Zones à écoulements de vent turbulents

La plupart des processus de production font appel à des moteurs (électriques ou thermiques) qui nécessitent de l'énergie pour remplir leur fonction. Les moteurs fournissent leur puissance à travers un arbre qui fonctionne, en règles générales, à vitesse fixe et dont le couple délivré dépend de la résistance du processus.

Le moyen d'union entre l'élément moteur (éolienne) et les éléments résistants (génératrices) est tenu par une

transmission hydrostatique. Celle-ci consiste en un circuit fermé composé de pompes et de moteurs possédant leurs conduits respectifs à travers lesquels circule un fluide sous pression.

La puissance mécanique (couple x vitesse) fournie par ces éoliennes est transformée en puissance hydraulique (débit x pression) dans la pompe oléohydraulique située en tête de rotor et est transportée au moyen de conduits rigides ou flexibles vers le point d'utilisation (moteur oléohydraulique) qui peut être placé à l'extérieur de la structure de l'éolienne et entraîner n'importe quelle machine.

Le moteur oléohydraulique entraîné par l'énergie captée par le moulin peut être utilisé pour:

• actionner n'importe quelle machine: générateur synchrone ou asynchrone, pompe de puits profond, pompe haute pression pour le dessalement, pompe à hélice pour l'irrigation ou écopes, compresseur pour l'oxygénation de l'eau, soufflantes, etc.

• assister des moteurs en réduisant leur consommation: moteurs électriques ou moteurs thermiques.

Pour seconder ces moteurs, l'arbre du moteur oléohydraulique est couplé à celui du moteur assisté et synchronisé de façon automatique sans aucun perte de constance au niveau de la vitesse. Ceci permet au moteur de fournir le couple demandé par le processus, tout en offrant un gain d'énergie (l'ampèremètre indique une consommation moindre ou le régulateur de la pompe à injection diminue le passage de carburant). Il s'agit de systèmes mixtes électro-éoliens ou thermo-éoliens.