Qu’est-ce que le désalignement de direction d’une éolienne ?
Il y a désalignement de direction lorsque le rotor et les pales d’une éolienne ne sont pas orientés directement vers le vent. Idéalement, une éolienne est positionnée exactement perpendiculairement à la direction du vent. Dans cette position, l’éolienne reçoit le maximum d’énergie du vent.
La plupart des éoliennes présentent un certain degré de désalignement de direction , ce qui entraîne une production d’électricité réduite. Un désalignement de huit degrés peut réduire la production annuelle d’énergie (PEA) d’une éolienne d’environ 2 %. Le désalignement de la direction peut également entraîner une tension et une usure inutiles des systèmes mécaniques de l’éolienne, réduisant ainsi sa durée de vie.
Quelles sont les causes du désalignement de direction ?
De nombreux facteurs peuvent être à l’origine d’un désalignement de direction. L’un d’entre eux est un coefficient d’étalonnage imprécis de la girouette et du système de positionnement en lacet. Il s’agit généralement d’un problème mécanique causé par l’usure du système de lacet.
Un autre facteur courant est une mesure imprécise de la direction du vent. Cela peut se produire lorsque les anémomètres de la nacelle sont affectés par des turbulences générées par la rotation des pales de l’éolienne.
Enfin, des réglages défectueux du système de contrôle-commande, qui déterminent quand et comment orienter l’éolienne en lacet, peuvent contribuer au désalignement. Bon nombre de ces facteurs sont liés au vieillissement des systèmes.
Comment détecter un désalignement de direction ?
Le désalignement de direction est généralement détecté par l’une des deux méthodes suivantes. La première consiste à monter un système LiDAR sur l’éolienne. Ce système fournit une lecture précise de la vitesse et de la direction du vent avant qu’il ne soit « tourbillonné » par les pales en rotation. Toutefois, cette approche peut s’avérer coûteuse dans le cas d’un grand parc éolien.
Une autre méthode consiste à utiliser un anémomètre indépendant installé sur une tour proche de l’éolienne ciblée, puis à comparer ses relevés avec ceux du capteur de l’éolienne.
Ces deux méthodes sont chronophages et ne fournissent que des données de référence. C’est pourquoi la détection du désalignement de direction est souvent remplacée par des algorithmes de contrôle avancés qui déterminent automatiquement la position de lacet optimale pour générer la puissance maximale.
Comment corriger le désalignement de direction ?
Les modifications apportées au système de contrôle-commande des turbines modernes utilisent une logique de contrôle avancée pour atténuer les performances sous-optimales des turbines créées par le désalignement. Les algorithmes de contrôle de lacet à étalonnage automatique détectent le désalignement statique et assurent un alignement continu afin que la turbine fonctionne à son plein potentiel.
Emerson intègre un algorithme de contrôle de lacet à étalonnage automatique dans le cadre de la modernisation standard du système de contrôle des éoliennes. Il ne nécessite aucun capteur supplémentaire. Constitué d’un apprentissage automatique, l’algorithme nécessite généralement une brève période de deux semaines pour l’étalonnage automatique après l’installation. Si l’étalonnage de l’anémomètre et du système de lacet se décale ou se dégrade, le système s’adapte et se corrige automatiquement.
Le résultat est une éolienne avec un positionnement correct du rotor et une optimisation de la puissance de l’aérogénérateur. Les modifications apportées par Emerson peuvent prolonger la durée de vie des éoliennes et permettent généralement d’augmenter la production annuelle de 3 à 5 %, ce qui se traduit par un retour sur investissement en moins d’un an. Rendez-vous sur notre page Modernisation des éoliennes pour en savoir plus.