DS0205 - Efficacité énergétique des procédés et des systèmes

Rotors intelligents au service de l'efficacité énergétique et de la durabilité de la ressource éolienne – SMARTEOLE

Résumé de soumission

L’ambition du projet est d’améliorer l’efficacité de la production d’énergie éolienne en proposant des solutions de contrôle innovantes, avec des degrés de maturité pouvant être différents, à l’échelle de la pale d’éolienne, de l’éolienne elle-même et d’une ferme éolienne. Un consortium de 3 laboratoires de recherche (LML, PRISME, LAAS), de 2 entreprises (Maia Eolis and Avent Lidar Technology) et d’un EPIC (IFPEn) s’est constitué pour relever ce défi. Il couvre les champs disciplinaires de la métrologie, la mécanique des fluides et l’automatique, allant de la recherche fondamentale au développement expérimental. Le projet contribuera au développement du concept de « rotor intelligent » (smart rotor) pour améliorer les conditions de fonctionnement des éoliennes. Celui-ci consiste à intégrer la vision anticipée du vent incident, ainsi que des actionneurs et capteurs distribués à toutes les échelles, afin de réduire en temps réel les fluctuations de charges ressenties par les pales d’éoliennes. Pour atteindre cet objectif, trois niveaux d’action sont prévus dans le projet: à l’échelle de la pale, de l’éolienne et de la ferme éolienne. En fonction du niveau de maturité de la solution de contrôle envisagée, deux types d’expérimentation sont programmés : mesures de terrain sur une ferme éoliennes de ME, avec tests des stratégies de contrôle développées par IFPEn, et mesures en soufflerie dans les installations de LML et PRISME, avec test des stratégies de contrôle développées par le LAAS et PRISME.
- à l’échelle de la pale: L’objectif est de contrôler la performance aérodynamique de la pale en modifiant la distribution de pression, donc la circulation, avec des actionneurs fluidiques ou plasma distribués autour du profil.. Le potentiel innovant du contrôle de circulation en boucle fermée à réduire les fluctuations de charges aérodynamiques pour des applications en éolien sera démontré à échelle du laboratoire.
- à l’échelle de l’éolienne: La stratégie de contrôle de circulation sera testée en soufflerie sur des pales mises en rotation grâce à un banc rotor éolien existant. A échelle réelle, de nouvelles stratégies de contrôle « feed-forward » du calage des pales seront développées en intégrant une nouvelle entrée, la mesure anticipée du vent incident par l’intermédiaire de systèmes de mesures LIDAR montés sur nacelle. Les stratégies innovantes seront comparées aux stratégies actuelles implantées sur les éoliennes opérées par ME.
-à l’échelle de la ferme éolienne: De nouvelles stratégies de production distribuée selon les éoliennes seront proposées en adéquation avec les conditions de vent incident (interactions de sillages, par exemple). Durant les campagnes d’essais à échelle réelle, la performance de chaque éolienne sera pilotée en temps réel grâce à des stratégies de contrôle global développées pour optimiser la production totale de la ferme éolienne. La pertinence des stratégies sera évaluée par l’intermédiaire de la détermination de la production instantanée sur un site-test.

Coordinateur du projet

Madame sandrine aubrun (Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes et Mécanique Energétique)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LHEEA Laboratoire de recherche en hydrodynamique, énergétique et environnement atmosphérique
IFPEN IFP Energies nouvelles
UPWIND SAS UPWIND SAS
LAAS Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes
Maia Eolis Maia Eolis
LML Laboratoire de Mécanique de Lille
PRISME Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes et Mécanique Energétique

Aide de l'ANR 792 132 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2014 - 42 Mois

Liens utiles