DOSSIER : Perte de production liée au désalignement des éoliennes

Actualité - 19 novembre 2018

VALEMO vous propose régulièrement une mise en lumière de ses dernières études.
Retrouvez ci-dessous un dossier complet
sur la « Caractérisation du coefficient de perte de production en fonction du désalignement nacelle ».

 

 

Présentation VALEMO - Colloque National Eolien 2018

 

Une éolienne, comme une girouette, s’oriente dans la direction du vent afin d’optimiser la conversion de l’énergie aéraulique en énergie électrique. Mais à l’inverse de la girouette, l’éolienne ne change pas de direction au moindre vent.

Son automate permet d’analyser les variations de direction et lorsque celle-ci a « vraiment » changé, c’est-à-dire de l’ordre de plusieurs degrés sur plusieurs minutes, alors l’éolienne se réoriente grâce aux moteurs d’orientation. Il s’agit là d’un compromis entre optimisation et robustesse que l’on appelle « désalignement dynamique ». Parfois, on peut relever par surcroît un « désalignement statique » qui se caractérise par un décalage constant entre la moyenne du désalignement de l’éolienne et la direction du vent. Dès lors, la production d’énergie n’est plus optimisée et l’éolienne est soumise à un stress mécanique anormal.

Afin d’estimer l’impact d’un « désalignement statique » sur la production d’énergie, nous avons réalisé une campagne de mesures de février à avril 2018 sur une éolienne de type GE 2.5xl du parc éolien de Laucourt dans la Somme en France.

Un système de télédétection à courte distance par lasers à semi-conducteurs a été installé sur le toit de l’éolienne. Cette technique active de mesure à distance consiste à mesurer la vitesse du vent selon deux vecteurs puis permet ensuite de calculer la direction à partir d’un calcul trigonométrique.

Un programme a été configuré dans l’automate de l’éolienne afin de faire évoluer le « désalignement statique » toutes les 30 minutes selon les caractéristiques suivantes : 7° ; 0° ; -7° ; -14°.

A la fin de la campagne de mesures, nous avons déterminé 6 courbes de puissance selon 6 classes de direction puis avons calculé une production annuelle d’énergie pour chaque classe en utilisant une distribution de fréquence d’occurrence de vitesses de vent.

Les rapports de productions pour chaque classe de direction suivent une loi en cos3 si l’on considère seulement les vitesses de vent comprises entre 3 et 11 m/s. En considérant l’ensemble de la distribution, notamment au-delà de 11 m/s alors que l’éolienne est à sa puissance de fonctionnement nominale et que la production est régulée selon le système d’orientation des pales, l’impact du désalignement est plus faible et les rapports de production suivent plutôt une loi en cos2.

Un désalignement en termes de production devient significatif dès lors que celui-ci est supérieur à 5°. Par exemple, en considérant la loi en cos2, un désalignement de 7° correspond à une perte de production de 1,5%, soit une perte annuelle d’environ 6k€ pour une éolienne de 2MW qui produit avec un nombre d’heures équivalent pleine puissance de 2200h avec un tarif de rachat de l’électricité de 90€/MWh.

Par ailleurs, au-delà de l’aspect économique, il resterait à quantifier le stress mécanique lié au « désalignement statique ».

Julien Dalmas – Responsable prestations – VALEMO


Sources :


Cette étude a été présentée lors du Colloque National Eolien 2018 : 

Présentation Pitch CNE 2018

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