181 SEPT - Fimop

REPORTAGE
En Belgique, le premier parc d’éoliennes a été construit dans
la zone portuaire de Zeebrugge. Vingt-trois éoliennes de
200 kW ont été commandées par les autorités pour le projet
pilote. Le parc d’éoliennes a été officiellement mis en service
le 23 juin 1987. Ensuite, une des 23 turbines est passée à
400 kW et une autre, en 1999, à 600 kW.
Éoliennes à transmission hydrostatique
Vu le besoin pressant d’énergie renouvelable, de grandes
avancées ont été faites dans le développement
d’éoliennes. Mais on ambitionne encore de découvrir des
systèmes d’entraînement plus efficaces, plus robustes
et au coût plus faible. Les transmissions hydrostatiques
pourraient en constituer l’amorce.
Les transmissions actuelles sont généralement: rotor > boîte de
vitesses > générateur ou rotor > générateur basse vitesse (figure
1 et 2). En fait, cela revient à dire qu’il est possible de modifier le
rapport de démultiplication et donc de régler la vitesse de rotation
de la turbine. Autres avantages: nul besoin de coûteux convertisseurs
de fréquence; meilleures caractéristiques d’amortissement;
et, sûrement, charge réduite du mât grâce à des composants
plus légers.
Le concept con-siste à construire une turbine 1 MW avec deux
pompes à pistons radiaux directement sur l’axe du rotor, de respectivement
52,8 l/t et 13,2 l/t (soyez attentif au rapport 4:1). On
peut ainsi coupler trois niveaux de volume, car chaque pompe
peut être mise en marche et arrêtée.
Ces pompes entraînent quatre moteurs différents, d’une cylindrée
de, respectivement, 500 cm 3 , 355 cm 3 , 250 cm 3 et 180 cm 3 ,
avec chacun une cylindrée variable (ici aussi : soyez attentif aux
rapports).
Les quatre moteurs sont mis par deux, en tandem, si bien que l’on
peut utiliser un seul générateur à axe continu.
De là un autre avantage de ce concept: l’utilisation possible
d’un générateur synchrone qui ne nécessite pas de convertisseur
de fréquence et prend
de surcroît en charge la fréquence
du réseau. En réglant
la cylindrée des quatre
moteurs, on peut ajuster le
débit et donc la vitesse de rotation
de la turbine (figure 3)
figuur 2
jours, donc à
vitesse de vent
constante, qu’
elle ne doit jamais
être mise
dans le vent,
que ses pales
ne doivent jamais
être orientées
et que la
vitesse du rotor
est constante
(30 t/min), on peut avoir raison. Mais il n’en est pas ainsi.
Plusieurs exercices de simulation ont montré qu’un assemblage
bien étudié des pompes et un réglage astucieux des hydromoteurs
permet d’obtenir un rendement presque constant supérieur
à 85% dans la plage allant de 20% à 100% de la puissance
nominale de la turbine ou à partir de 200 kW jusqu’à 1 MW. (figure
4 et 5)
Il existe de fait des pompes de 52,8 litres par tour, qui ne sont pas
aussi lourdes qu’une boîte de vitesses. Les pressions peuvent être
élevées et aller jusque 400 bars (40 Mpa). Et les débits peuvent
être très élevés [ (52,8 + 13,2) x 35 t/min = 2310 l/min (=38,5 l/s) ].
Rendement constant
supérieur
à 85%
Nombreux seront ceux qui accueilleront
cette phase d’un
haussement de sourcils, car
une transmission hydraulique
ne peut tout de même jamais
atteindre le rendement d’une
mécanique.
figuur 3
Si l’on part du principe
figuur 1 que l’éolienne tourne tou- figuur 4
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