Applications PEI > Novembre 2009

ABB équipe un moulin “aérogénérateur” entièrement rénové Longtemps resté à l’état de ruine, le Grand Moulin des Places répond depuis peu à une nouvelle fonction : produire de l’électricité en convertissant la force appliquée par le vent sur les ailes.

Soumis aux caprices de la météo, le moulin est capable de produire de l’électricité avec une vitesse de vent comprise entre 2 et 15 m/s.

Un ensemble génératrice + variateur
Le moulin abrite sous sa toiture l’ensemble de la machinerie. L’arbre entraîne une courroie qui transmet la puissance mécanique à un multiplicateur rendant compatible la vitesse de rotation du rotor avec celle de la génératrice de 37 kW.

En liaison directe avec le réseau électrique, la génératrice doit atteindre une vitesse de rotation supérieure 1 500 tr/mn avant de pouvoir débiter le courant de façon synchronisée. Cette contrainte a été contournée en intégrant un variateur 4 quadrants de 37 kW entre la génératrice et le réseau. Ainsi, même à faible vent (2 m/s), la génératrice commence à débiter du courant bien qu’elle ne tourne qu’à quelques centaines de tr/min. Le variateur délivre une tension de 400 V à 50 Hz. Afi n de rester parallèle au vent pour un rendement optimisé, l’ensemble toiture/ machinerie pivote autour d’un axe verticale. La puissance étant transmise de la génératrice au variateur par un collecteur tournant.

L’automate orchestre la vie du moulin
Afin de piloter la marche automatique de l’installation, l’automate AC500 coordonne les informations issues des capteurs, les consignes de marche et de sécurité, et les ordres envoyés aux actionneurs. Situé en partie inférieure du moulin, il communique par radio avec le module d’entrées/sorties déporté disposé en machinerie (toiture mobile). Deux modems ABB (un maître et un esclave) assurent cette liaison radio tout en garantissant une communication Modbus entre automate et module d’entrées/sorties.
L’automate AC500 compile un ensemble d’informations :
• station météorologique en toiture • données de production et de disponibilité du moulin • position des vérins de déploiement des volets de la voilure • arrêt d’urgence • position frein • température de la génératrice; L’automate AC500 commande la marche du moulin via une consigne envoyée au variateur ; la vitesse de vent et la mise en sécurité (a une vitesse de vent > 25 m/s, il y a fermeture de la voilure et actionnement du frein hydraulique.

Contrôle total des paramètres
A l’aide de l’IHM sur l’armoire d’automatisme, l’exploitant visualise l’état de l’installation, les paramètres électriques de production (tension, puissance), les paramètres météorologiques, l’état des groupes hydrauliques (dédiés au frein et à la commande de voilure),les temps de fonctionnement de chaque machine et les alarmes et défauts Enfi n, une colonne lumineuse disposée à l’extérieure du moulin et visible à distance, permet en de vérifi er si le moulin est en activité (vert), en attente de bonnes conditions pour fonctionner (orange) ou en défaut (rouge).

Technologies de pointe et traditions
Rénové dans les règles de l’art, le Grand Moulin des Places dispose de 4 ailes pourvues d’une voilure variable selon le principe Berton (mis au point au XIXe siècle). Cette voilure se compose d’un système de planchettes superposées dont le glissement permet de passer d’une position fermée à une position ouverte. Selon la vitesse du vent, l’automate ABB AC500 régule le déploiement de la voilure à l’aide d’un vérin hydraulique.

La solution retenue pour l’orientation du toit du moulin est mécanique. A l’arrière du toit, un moulinet d’orientation entraîné par le vent tourne dans un sens ou dans l’autre. La rotation induite entraîne la rotation du toit disposé sur un chemin de roulement. Le moulinet reste immobile lorsque les forces appliquées sur ses pales inférieures et supérieures sont identiques. CQFD ! Seul un capteur de position relié à l’automate rend compte de la position de l’arbre.

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