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Analyse quantitative de la surpuissance éolienne par temps froid

Christophe Leclerc
Christian Masson
Nathalie Dabin
CL

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Christophe Leclerc

Résumé du colloque

La présente étude est motivée par l'observation d'un phénomène de surpuissance inattendue et récurent, survenue sur des éoliennes contrôlées par décrochage opérant à très basses températures. Ces puissances excédant largement les puissances pour lesquels les rotors sont conçus, le fonctionnement dans de telles conditions peut causer de graves dommages aux composantes de la turbine. Cette étude vise à comprendre les origines de ce phénomène en analysant des données expérimentales provenant de trois éoliennes contrôlées par décrochage opérant régulièrement à très basses températures. Les trois rotors ont une puissance nominale supérieure à 500 kW et sont installés sur trois sites différents. Deux de ces rotors sont identiques. Les données enregistrées sur les turbines sont complétées par des données enregistrées sur des mâts indépendants ou des tours météorologiques locales. Les paramètres enregistrés sont la puissance électrique, la vitesse du vent, la déviation standard de la vitesse du vent, la température de l'air, la pression atmosphérique et la direction du vent. Pour fournir un estimé quantitatif des effets de la densité et de la turbulence atmosphérique sur la puissance, une procédure recommandée par la norme internationale standard IEC 61400-12 pour l'élaboration des courbes de puissance est utilisée. Pour effectuer l'analyse paramétrique, on utilise la méthode des groupes conditionnels qui simplifie l'étude paramétrique de la puissance en la réduisant à une fonction de la vitesse du vent, de la densité, de l'intensité de turbulence et la direction du vent. Pour la première éolienne analysée, il a été démontré que la puissance de sortie est en moyenne proportionnelle à l'augmentation de densité. Bien que l'acquisition de données supplémentaires soit nécessaire pour formuler une conclusion définitive, les deux autres turbines analysées ont montré une augmentation de puissance significativement supérieure à l'augmentation de densité (30 % de plus en moyenne). En ce qui concerne l'influence de l'intensité de turbulence, il a été observé pour une vitesse de vent à la hauteur du moyeu et une densité constante, une augmentation de la puissance suivant l'augmentation de l'intensité de turbulence pour un vent faible et l'opposé pour un vent fort.

Contexte

Section :
Enjeux pour l'industrie éolienne
news icon Thème du colloque :
Enjeux pour l'industrie éolienne
manager icon Responsables :
Bernard Saunier
host icon Hôte : Université de Sherbrooke

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Titre du colloque :

Enjeux pour l'industrie éolienne
Analyse quantitative de la surpuissance éolienne par temps froid
Christophe Leclerc
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Thème du colloque :

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