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Sujet SSI Page 1

PARC EOLIEN DE BEAUCAIRE

EOLIENNES NORDEX N90/2300Kw

DOSSIER TECHNIQUE

Le DOSSIER TECHNIQUE comprend les documents DT1 à DT12

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CARACTERISTIQUES PRINCIPALES EOLIENNE N90 / 2300 KW Rotor

Nombre des pales 3 Vitesse de rotation 9,6 à 16,9 tr/min pour 3m/s

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Sujet SSI Page 3

RAPPORT DE PERFORMANCE PARC EOLIEN

Rapport de performance de parc éolien - période du 10/09/2006 au 20/09/2011

Données Ensemble du

parc Eolienne 1 Eolienne 2 Eolienne 3 Eolienne 4 Eolienne 5

Début de période 10.09.2006 10.09.2006 10.09.2006 11.09.2006 20.09.2006 16.09.2006

Fin de période 10.09.2011 10.09.2011 10.09.2011 11.09.2011 20.09.2011 16.09.2011

Production cumulée

Énergie consommée 42983 kWh 8418 kWh 8524 kWh 9026 kWh 8415 kWh 8600 kWh

Energie produite 124447 MWh 26689 MWh 23826 MWh 24389 MWh 23275 MWh 26265 MWh

Puissance active moyenne 2742.8 kW 577.8 kW 517.6 kW 528.3 kW 551.7 kW 567.4 kW

DOCUMENTATION TECHNIQUE DT2

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Bilan des contraintes liées à la construction d’un Parc Eolien.

1. CONTRAINTES TECHNIQUES • Absence d’obstacle pour éviter la diminution de la production et l’augmentation des risques de fatigue des pales. • Accessibilité du socle de l’éolienne: l’aire de travail doit être facilement accessible par des grues et camions pour la construction de l’éolienne. Le construction d’un parc impose le passage de convois exceptionnels (ouverture de voies jusqu à 6m avec des rayons de giration très importants). • Proximité d’un point de connexion au réseau électrique pour diminuer les coûts de raccordement. • Perturbations du réseau : doit être conforme aux normes établies par les gestionnaires de réseaux de distribution.

2. CONTRAINTES ENVIRONNEMENTALES L’utilisation du vent comme source d’énergie ne donne lieu à aucune forme de pollution nuisible pour l’homme ou son milieu naturel. L’emploi du vent évite le recours à l’énergie fossile et n’engendre pas d’émission de gaz à effet de serre ou provoquant des pluies acides. Cependant, le nombre et la taille des éoliennes peuvent engendrer un autre genre d’impacts environnementaux. • Impact paysager : Les turbines sont une présence verticale frappante dans le paysage. Le design des éoliennes doit être conçu de façon à réduire l’impact visuel. Les facteurs à prendre en compte sont le choix soigneux de l’emplacement, la couleur et la forme. Travaux liés à l’acheminement des constituants de l’éolienne importants et difficile à cicatriser. • Nuisance sonore : Le bruit émis par les turbines éoliennes peut être classé en deux catégories compte tenu de la manière dont l’oreille humaine le perçoit. Premièrement, il y a le bruit produit par le passage de l’air dans l’hélice. Deuxièmement, il y a le bruit produit par la rotation des éléments mécaniques, tels les boîtes d’engrenages et les génératrices. L’impact du bruit peut être minimisé par un choix judicieux de l’emplacement de l’éolienne par rapport aux caractéristiques topographiques et à la proximité des habitations. Il faut respecter, au minimum, une distance de 200 mètres à 250 mètres entre l’éolienne et les maisons • Perturbations de la faune et de la flore : L’importance écologique du site doit donc être prise en compte lors de l’installation de l’éolienne. Les éoliennes peuvent avoir deux effets sur les oiseaux: la collision directe et la réduction de leur habitat. Mieux vaut prévoir et prendre des précautions en évitant, par exemple, les couloirs de migration des oiseaux ou la proximité d’une «réserve naturelle» • Interférence électromagnétique : La réflexion des signaux sur les pales du rotor, à structure tournante, peut provoquer d’éventuelles interférences sur les systèmes de télécommunication, TV, radars... Une concertation avec les organismes militaires et civils concernés est donc requise. • Ombre portée des pales : Il est préférable de vérifier la portée de l’ombre produite par les pales sur les habitations, cela pouvant entraîner des nuisances. • Obstacle potentiel à la navigation aérienne.

3. CONTRAINTE ECONOMIQUE Une éolienne doit être rentable : elle doit donc produire dans une large gamme de vitesse de vent (par vent faible et par vent fort) et doit être implantée dans une région bien ventée. Les frais de fonctionnement doivent être limités (haut niveau de fiabilité et relative simplicité des technologies mises en œuvre). Le prix de revient d’une éolienne doit être le plus bas possible.

4. CONTRAINTE PHYSIQUE Résister aux milieux extérieurs (intempéries, foudre).

DOCUMENTATION TECHNIQUE DT3

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DEBUT

Dt = 30s ?

BOUCLE Tant que 1

RAZ Cp, Dt, ∑c, ∑v

FIN

∑c = ∑c + ∑v

∑v = Vg - Vn

Dt = Dt + 0.1s

BOUCLE

Cp = Cp +1 Nombre de mesures

effectuées

∑v moyen = ∑c / Cp

Ecriture de la valeur dans un mot de l’Automate pour être comparé à l’écart

admissible ∑e et générer le signal ∑com

- Cp : Variable nombre d’échantillons de mesures.

- Dt : Variable temps. - ∑v : Variable différence. - ∑c : Variable calcul. - Vg : Tension issue du capteur de

position girouette. (Entrée analogique de l’Automate).

- Vn : Tension issue du capteur de position nacelle. (Entrée analogique de l’Automate).

OUI

NON

PROGRAMME D’ACQUISITION DE LA MESURE DE LA GIROUETTE ET CALCUL DE LA VALEUR

MOYENNE DE ∑v.

DOCUMENTATION TECHNIQUE DT4

RAZ Cp, Dt, ∑c, ∑v

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Tension en V

temps en s

0

0.2

0.4

0.6

0.8

4 8 12 16 20 24 28

∑e =0.28 V

∑com = 0.5V

DOCUMENTATION TECHNIQUE DT5

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- Identification de l’angle entre l’axe de la pale et l’axe du rotor.

Nota : Si l’axe de la pale est confondu avec l’axe du rotor, l’angle entre les deux sera de 0° « position drapeau ».

- Simulation : Effort normal en N sur une pale en fonction de l’angle en ° (Axe pale / Axe rotor)

- Simulation : Variation de l’angle d’inclinaison en ° des pales (par rapport à l’axe vertical) en fonction de la vitesse du vent en m.s-1

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

DOCUMENTATION TECHNIQUE DT6

Axe de la pale Axe de la pale

Axe rotor

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Il y a deux possibilités pour fournir les données aux clients. Le client peut placer une requête directement au serveur intégré dans le module de communication pour consulter les données en temps réel ou bien envoyer une requête au collecteur de données pour consulter les données historiques.

Eolienne 1 Eolienne 2 Eolienne 3 Eolienne 4 Eolienne 5

Routeur Modem

RESEAU ETHERNET

Ordinateur Pilote Collecteur de données

Client

Client

Modules maîtres de gestion et de communication

BUS DE TERRAIN

Modules Esclaves Détecteurs/Actionneurs

INTERNET

Client

Modules Esclaves Détecteurs/Actionneurs

Modules Esclaves Détecteurs/Actionneurs

Modules Esclaves Détecteurs/Actionneurs

Modules Esclaves Détecteurs/Actionneurs

DOCUMENTATION TECHNIQUE DT7

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Sujet SSI Page 9

Le bus de terrain, pour quoi faire ?

Partout dans la productique et les procédés, la concurrence pousse à réduire les frais. Dans l'automatisation des process industriels, l'utilisation du bus de terrain pour diminuer les coûts d'installation électrique des moyens de production a largement fait ses preuves. Par rapport au câblage parallèle, le câblage série sous la forme du bus de terrain, présente de nombreux avantages.

� Le câblage traditionnel � chaque capteur ou actionneur requiert au moins 2 fils électriques

� alimentation � information

� il y en a souvent des centaines. cela requiert : � des kilomètres de fils � (souvent) des coffrets intermédiaires de distribution � un important travail de conception (chaque fil !) � un important travail de pose et de test

� Évolution des capteurs et actionneurs � ils deviennent de plus en plus « intelligents »

� progrès de l’électronique et des µP � diminution importante de leur prix

� Passage à la communication digitale � dès que les capteurs et actionneurs disposent d’une certaine « intelligence », ils sont en

mesure de communiquer � au lieu de relier chacun par 2 fils ou plus, on peut les connecter par une sorte de « ligne

téléphonique » commune � bus de terrain � les informations de plusieurs périphériques transitent alors par cette ligne unique � possibilité de transmettre en plus des informations de configuration et de diagnostic � possibilité de décentraliser une partie de l’intelligence de la commande dans les capteurs et les

actionneurs

Sur un Bus de Terrain les données numériques sont envoyées les unes après les autres en

série, sous forme d’une succession de bits, à une cadence donnée. Des informations supplémentaires doivent être émises sur le Bus afin de gérer la

communication (Start, Stop, Acquittement) et de contrôler l’intégrité du signal transmis (Parité, checksum, CRC séquence …)

DOCUMENTATION TECHNIQUE DT8

Câblage traditionnel

Câblage bus de terrain

BUS DE TERRAIN • structure maître/esclave • vitesse de transmission : 500 kbits/s • maximum 512 abonnés • longueur du bus : 400 m (entre deux abonnés) extension totale : 13 km • domaines d'utilisation typiques: capteurs et actionneurs

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FICHE TECHNIQUE INTERBUS

DOCUMENTATION TECHNIQUE DT9

Vitesse de transmission

500kbits/s

Les modèles efficaces et reconnus pour leur rapidité de transmission doivent respecter les durées ci-dessous : Transmission d’1 bit : Microsecondes. (Bus de capteurs). Transmission de quelques Bytes : Millisecondes. (Bus de terrain). Transmission d’une succession non négligeable de Bytes : Secondes. (Réseau local Ethernet). Transmission de Kilo Bytes : Minutes. (Réseau Ethernet).

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Fenêtre d’analyse de trame (Réseau Ethernet) Dans la fenêtre d’analyse ci-dessous, deux trames Ethernet ont été capturées. C’est en réalité le résultat d’une demande de l’ordinateur pilote (LiteonTe) à une connexion internet via le routeur (SagemCom). Ce protocole lié à IP permet de mettre en correspondance l’adresse physique (Adresse MAC) et l’adresse logique (Adresse IP) sur un réseau local afin de mémoriser les adresses MAC des machines connectées et de pouvoir transmettre des données ultérieurement sans devoir refaire cette même requête. Pour réaliser cette opération ce protocole émet une requête « Broadcast » destinée à être écoutée par tous les membres du réseau afin de déterminer à qui appartient une adresse IP donnée. La machine concernée répond en indiquant son adresse MAC. Trame 1 = Requête ; Time en s

Couche Ethernet

Données Brutes contenues dans la trame

Trames capturées

Internet Protocole – IP : Couches 3 du modèle OSI

Protocole Ethernet : Couche 2 du modèle OSI

Sender : Emetteur Target : Récepteur

DOCUMENTATION TECHNIQUE DT10

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Trame 2 = Réponse

DOCUMENTATION TECHNIQUE DT11

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L’énergie Electrique en France en 2011 Chiffres clé s

* Principalement : déchets urbains, déchets de papeterie, biogaz.

DOCUMENTATION TECHNIQUE DT12