Instruments de mesure éoliens

Suivi de performance d'une éolienne

Pour mesurer l'efficacité d'une éolienne, plusieurs instruments et systèmes de mesure (anémomètre, girouette, capteurs etc.), sont utilisés afin de collecter des données sur la production d'énergie, les conditions de vent, et d'autres paramètres influençant la performance.

Voici les principaux instruments de mesure pour analyser l'efficacité d'une éolienne :

Anémomètre

L'anémomètre mesure la vitesse du vent à proximité de l'éolienne. Ces données sont cruciales pour comparer la production d'énergie de l'éolienne en fonction de la vitesse du vent réel.

Il existe différents types d'anémomètre. L'anémomètre à coupelles est l'anémomètre le plus courant pour les éoliennes. L'anémomètre à ultrason est aussi utilisé. Sans pièces mobiles, il mesure simultanément la vitesse et la direction du vent.

Girouette

La girouette mesure la direction du vent. Cette information est utilisée par le système de contrôle de l'éolienne pour ajuster la position des pales et optimiser leur orientation par rapport au vent.

Une mauvaise orientation de l'éolienne par rapport au vent réduit considérablement son efficacité.

Capteur de puissance

Le capteur de puissance mesure l'électricité produite par l'éolienne en temps réel. Ce capteur est intégré au générateur et à l'onduleur pour enregistrer la production électrique à différents moments.

Il permet d'obtenir des données précises sur la quantité d'énergie produite à différents niveaux de vent, ce qui est essentiel pour évaluer l'efficacité réelle de la conversion de l'énergie éolienne en électricité.

Capteur de tension et courant

Ce capteur mesure la tension et le courant générés par l'éolienne, permettant de calculer la puissance électrique produite en fonction des conditions de vent et de la charge électrique.

En combinant la tension et le courant, on peut déterminer la puissance instantanée produite et observer les fluctuations liées aux variations du vent.

Système SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)

Le SCADA est un système de surveillance et de contrôle à distance. Il permet de collecter en temps réel une grande quantité de données liées à la performance de l'éolienne, notamment la production d'électricité, la vitesse du vent, la température des composants et la position des pales.

Le SCADA permet d'analyser les performances de l'éolienne sur de longues périodes, de détecter d'éventuels dysfonctionnements, et d'optimiser son fonctionnement.

Capteur de position des pales

Ce capteur mesure l'angle d'inclinaison des pales (pitch) par rapport au vent. L'ajustement correct de cet angle est essentiel pour maximiser la capture d'énergie en fonction des conditions de vent.

En surveillant la position des pales, le système de contrôle peut ajuster l'inclinaison pour optimiser l'efficacité énergétique de l'éolienne.

Capteur de température

Le capteur de température est utilisé pour surveiller la température des composants critiques de l'éolienne, tels que le générateur, les boîtes de vitesses, et les roulements.

Des températures élevées peuvent indiquer une surcharge ou un dysfonctionnement, ce qui affecte l'efficacité de l'éolienne. En surveillant ces paramètres, on peut maintenir l'éolienne dans des conditions optimales.

Capteur de vibration

Le capteur de vibration détecte les anomalies dans le fonctionnement des pièces mobiles, notamment les pales, le rotor, et la boîte de vitesse.

Des vibrations excessives peuvent indiquer un déséquilibre ou une défaillance mécanique imminente. La surveillance de ces paramètres permet de prévenir les pannes et d'optimiser la performance.

Lidar (Light Detection and Ranging) et Sodar (Sonic Detection and Ranging)

Le Lidar et le Sodar sont des instruments utilisés pour mesurer les caractéristiques du vent à plusieurs hauteurs et sur une large zone autour de l'éolienne. Le Lidar utilise des ondes lumineuses tandis que le Sodar utilise des ondes sonores pour mesurer la vitesse et la direction du vent à distance.

Ces instruments permettent de mesurer la vitesse du vent avant qu'il n'atteigne l'éolienne, ce qui peut améliorer le contrôle en ajustant les paramètres en temps réel pour maximiser l'efficacité.

Capteur de couple

Le capteur de couple mesure la force de rotation appliquée sur l'arbre principal de l'éolienne. Cela permet d'évaluer l'efficacité mécanique de la turbine en convertissant l'énergie éolienne en énergie mécanique.

Ces mesures aident à optimiser le transfert d'énergie du rotor vers le générateur, et à identifier toute perte d'énergie due à des frottements ou des résistances internes.

Capteur de pression atmosphérique

Ce capteur mesurent la pression atmosphérique, qui affecte la densité de l'air et donc la puissance disponible dans le vent.

La densité de l'air est une variable clé dans les calculs de puissance éolienne. Des conditions de basse pression peuvent réduire la production d'énergie d'une éolienne.

Les instruments utilisés pour mesurer l'efficacité d'une éolienne incluent des capteurs qui surveillent à la fois les conditions environnementales (vent, température, pression) et les performances mécaniques et électriques de la turbine. Ces mesures sont essentielles pour optimiser la production d’énergie, détecter les défaillances potentielles et maximiser le rendement de l'éolienne sur le long terme.