Site Expérimental pour le Petit Eolien de Narbonne

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1 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 Elienne Arrw Slar Energy - Black 600 Marque Arrw Slar Energy (ASE) Référence Black 600 Type axe hrizntal Nmbre de pales 3 Diamètre du rtr Type de régulatin Puissance nminale Cnnexin réseau Type de mât Apprteur 1.60 m Electrnique 600 W à 11 m/s Onduleur : Mastervlt Basculant haubané Arrw Slar Energy Péride de test 18/05/ /10/2010 Péride de mesure 01/09/ /10/2010 Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 1 / 56

2 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 Smmaire 1 Les dnnées cnstructeur Résultats des tests de cmprtement, de sécurité et de fiabilité Cmprtement et sécurité Fiabilité Dégradatin de la structure Résultats des mesures de perfrmance Curbe de puissance Curbe de puissance cnstructeur Cefficient de puissance Prductin énergétique Mesures de bruit acustique Objet Principe Mesure Analyse Pint 1 (page 38) Pint 3 (page 42) Pint 5 (page 46) Pint 7 (page 50) Cnclusin Implantatin des pints de mesure Prtcle de mesure et de test Les bjectifs Les installatins Dnnées mété du site Tests de fnctinnement et de sécurité Objectifs du test Tests de fnctinnement et de sécurité Critères de bn fnctinnement et de sécurité Paramètres mesurés pur le test de fnctinnement et de sécurité (dnnées mesurées et enregistrées pur l établissement de la curbe de puissance) Traitement des dnnées pur le test de fnctinnement et de sécurité Tests de fiabilité Objectifs du test Test de fiabilité Critères de fiabilité Paramètres mesurés pur le test de fiabilité (dnnées mesurées et enregistrées pur l établissement de la curbe de puissance) traitement des dnnées pur le test de fiabilité Mesures de la curbe de puissance Déterminatin des directins de vent valides Annexe Pint N Pint N Pint N Pint N Annexe Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 2 / 56

3 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Les dnnées cnstructeur SPECIFICATIONS Technical Specificatin Rtr Rtr Material Rtr Diameter Generatr Drive System Vltage Rated Pwer at 9.36 M/S Charging Mde Weight Packaging Size 3 Blades Carbn Nyln 1.60 M Permanent Direct Drive 48 V DC 600 Watts 1.8 M/S 20 Kgs 83 X 54 X 39 (cm) Spécificatins résumées du Windmaster500 Puissance maximale Tensin MPP Tensin d'entrée max -10 C Curant MPP max Grid Output (AC) Vltage Surce : Nminal pwer 700w V CC 155 V CC 8 A CC 230V (207V-253V) 525W Nminal current 2,25A Fuse 3,15A -T Frequency Cs phi 0,99 Standby pwer Maximum efficiency 93% EU efficiency 91% 50Hz (49,8-50,2Hz) < 0,05W AC wind-generatr-48v.html Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 3 / 56

4 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Résultats des tests de cmprtement, de sécurité et de fiabilité 2.1 Cmprtement et sécurité Tests Observatins Orientatin peu stable Séquence arrêt/démarrage validé (1) Arrêt d'urgence validé Limitatin vitesse rtr validé (1) Perte réseau Mdificatin paramètres système Sécurité installatin et maintenance Prtectin fudre/mise à la terre validé validé nn vérifié nn vérifié 1 La régulatin de la machine fnctinne en tut u rien, lrsque certains paramètres de fnctinnement de la machine (puissance de srtie, tensin, vitesse de rtatin) dépassent une valeur seuil, l'élienne s'arrête par mise en curt-circuit des bbinages de la génératrice. La séquence d'arrêt dure de 3 à 4 minutes. Si la vitesse du vent est supérieure à 11 m/s la séquence entre 2 arrêts peut être de seulement quelques secndes. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 4 / 56

5 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Fiabilité Vitesse de vent nminale Puissance nminale : 11 m/s : 600 W Tests Prductin > 1500 h V vent > 0 m/s Observatins validé Prductin > 250 h V vent > 13.2 m/s nn vérifié Prductin > 25h V vent > 19.8 m/s nn vérifié Dégradatin de la structure Pas de dégradatin cnstatée. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 5 / 56

6 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Résultats des mesures de perfrmance 3.1 Curbe de puissance en ruge les pints calculés de la curbe de puissance myenne, en vert les indicateurs de dispersin des mesures, les traits hrizntaux indiquent les limites à plus et mins un écart type. en bleu nmbre de pints de mesure. Figure 3-1 Curbe de puissance ASE Black 600 Paramètres de calcul de la curbe de puissance Paramètres Valeur Durée d'échantillnnage (secnde) 1 Intervalle d'intégratin (secnde) 60 Largeur des bins (m/s) 0.5 Plage de directin vent ( ) 180 à 360 Plage de gradient vertical à 0.4 Plage intensité de turbulence (%) 0 à 18 Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 6 / 56

7 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 Figure 3-2 Mesures de puissance nn myennées et nn filtrées Sur le tracé ci-dessus chaque pint représente la myenne de 60 mesures sur 1 minute. La densité des pints est élevée autur d'une curbe myenne en ruge et de nmbreux pints snt psitinnés entre ce nuage dense et l'axe hrizntal des puissances nulles. Ceci est dû au mde de régulatin en tut u rien de cette machine, dès que la tensin u la puissance de la génératrice dépasse des valeurs seuil, la génératrice est mise en curt-circuit pendant un cycle de 3 à 4 minutes. Si le cycle d'arrêt ne cuvre pas ttalement un intervalle de 1 minute la myenne de puissance btenue sur cet intervalle prend une valeur intermédiaire, d'ù ce nuage clairsemé en dessus du nuage dense. A partir du nuage dense est tracée une curbe de puissance synthétique qui permettra de calculer ce que serait la prductin d'énergie si le fnctinnement de l'élienne n'était pas pénalisé par ce mde de régulatin. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 7 / 56

8 Puissance (W) Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Curbe de puissance cnstructeur Figure 3-3 Curbe de puissance cnstructeur Arrw Slar Energy Black Arrw System Energy Black 600 Curbes de puissance cmparées Mesures SEPEN Curbe synthétique 350 Curbe cnstructeur Vitesse vent (m/s) Figure 3-4 Cmparaisn des différentes curbes de puissance Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 8 / 56

9 Cefficient de puissance Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Cefficient de puissance 28% 26% 24% 22% 20% 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% Arrw System Energy Black 600 Cefficient de puissance Vitesse vent (m/s) Figure 3-5 Cefficient de puissance Arrw Slar Energy Black 600 Le cefficient de puissance culmine à 26.2 % à 5.8 m/s. Ce cefficient reste supérieur à 20 % pur la gamme de vitesse de 3.5 à 8 m/s. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 9 / 56

10 Prductin énergétique [kwh/an] Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Prductin énergétique 3000 Arrw System Energy Black 600 Prductin énergétique annuelle (Weibull K = 2) Prductin mesures SEPEN [kwh/an] Prductin curbe synthétique [kwh/an] Prductin curbe cnstructeur [kwh/an] Vitesse myenne annuelle (m/s) Figure 3-6 Prductin énergétique annuelle SEPEN - cnstructeur Aucune prductin énergétique annuelle n'est annncée par le cnstructeur nus avns dnc calculé cette prductin à partir de la curbe de puissance furnie par celui-ci. La prductin énergétique générée est nettement inférieure à 80 % de la prductin calculée à partir de la curbe de puissance du cnstructeur pur tute la gamme des vitesses de vent. Si n cnsidère la curbe synthétique qui néglige l'effet très pénalisant du mde de régulatin en tut u rien, la prductin énergétique est de l'rdre de 60 % de celle crrespndant à la curbe du cnstructeur. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 10 / 56

11 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 Vitesse myenne annuelle [m/s] Prductin mesures SEPEN [kwh/an] Prductin curbe synthétique [kwh/an] Prductin curbe cnstructeur [kwh/an] Prductin énergétique annuelle à partir d'une distributin de Weibull avec K = 2. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 11 / 56

12 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Mesures de bruit acustique PHILIPPE ZULIANI 938, chemin des Dames Nires Mntauban Tél : Prtable : Adresse électrnique : philippe.zuliani@wanad.fr Date: 07 janvier 2011 Réf: AnalysePhase4Mat2.dc Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 12 / 56

13 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Objet. Ntre interventin vise à préciser l impact acustique d élienne sur l envirnnement. Le site chisi est celui de Mntplaisir, espace cnsacré à l étude du petit élien. 4.2 Principe. Le site de Mntplaisir cmprte 4 mâts susceptibles de recevir simultanément 4 éliennes. La figure page 21, précise l implantatin relative de ces structures. L analyse de cet impact snre se fait à travers le texte réglementaire du 18 Avril 1995, décret «Lutte cntre les bruits de visinage». Il fixe des valeurs d émergence à ne pas dépasser : 5 db(a) durant la péride «diurne (7H00 22H00) et 3 db(a) durant la péride ncturne (22H00 7H00). L émergence étant la différence de niveaux snres cnstatée lrsque l installatin fnctinne (bruit ambiant) et lrsqu elle est à l arrêt (bruit résiduel). Pur chacun des mâts, et dnc pur chacune des éliennes fixées à ce dernier, nus avns cnsidéré 4 pints, Pints 1, 3, 5, 7, respectivement situés à des distances de 5m, 10,m, 20 m, 35 m du mât. Pur chacun de ces pints nus avns relevé le bruit ambiant, le bruit résiduel et par différence nus avns déterminé l émergence. Le relevé, déterminatin sit du bruit ambiant sit du bruit résiduel pur un pint d analyse, a cnsisté à effectuer cinq prélèvements de 10 s durant une péride de 5 mm. Ces mesures de 10 s snt réalisées à travers une analyse en fréquence dnt la base est le tiers d ctave. L étude est réalisée mât après mât. Une seule élienne fnctinnant, nus mesurins, pur ses quatre pints caractéristiques, le bruit ambiant, puis nus arrêtins l élienne étudiée pur mesurer pur ces quatre pints le niveau de bruit résiduel. La démarche été recnduite pur les tris autres éliennes. A ces mesures acustiques, snt assciées des mesures de vitesse de vent déterminées grâce à un anémmètre placé sur un mât métrlgique situé au centre du site. Afin de puvir apprécier la variabilité de l émissin snre des éliennes, nus avns prcédé à 3 campagnes de mesure. Par campagne nus entendns une caractérisatin sur l ensemble des pints du site du bruit ambiant et du bruit résiduel, pur une vitesse de vent dnnée. A la suite de l analyse pnctuelle dégagée par élienne, une fiche récapitulative est insérée, afin d avir une appréciatin glbale de l impact snre de cette dernière. Elle précise, pur les tris campagnes, les niveaux de bruit ambiant, de bruit résiduel, les émergences crrespndantes. L ensemble de ces caractéristiques étant exprimé en db(a). Une campagne, Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 13 / 56

14 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 vitesse de vent déterminée, puvant être accmpagnée d un indice, indiquant une émergence pnctuelle supérieure à 5 db(a) dans une bande de tiers d ctave précise : si cette bande se situe dans le dmaine de fréquence défini par les ctaves 125 Hz et 250 Hz, cet indice est L, si cette bande se situe dans le dmaine de fréquence défini par les ctaves 500 Hz et 1000 Hz, cet indice est M, si cette bande se situe dans le dmaine de fréquence défini par les ctaves 2000 Hz et 4000 Hz, cet indice est H, Le présent dcument n étudie que l impact acustique de l élienne située le 01/12/2010 sur le mât N 2 du site 4.3 Mesure Appareil utilisé : analyseur temps réel de marque CESVA, type RC-401. Le tableau ci-dessus précise les caractéristiques de ces implantatins en indiquant : le type d élienne, Elienne, le mât d implantatin, Mât, les campagnes de mesures réalisées, caractérisées par leur date, Campagne, Campagne Elienne Mât 01/12/ /12/ /12/2010 9H00 11H30 14H45 Black 600s 2 X X X L ensemble des résultats est présenté au niveau de l annexe I. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 14 / 56

15 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Analyse Les tris premières campagnes crrespndent à tris cnfiguratins de vent : si pur les deux premières campagnes, le vent prvenait de la terre (Prtant par rapprt à l élienne), lrs de la trisième campagne, il venait de la mer (Debut par rapprt à l élienne) : lrs des campagnes 1 et 2, nus puvns le cnsidérer cmme faible. Durant la campagne suivante, il était myen. La frce assciée à l rientatin du vent nt un impact immédiat sur le bruit résiduel perçu, dépendant de la circulatin autrutière, de la végétatin envirnnante, présence de pins, végétatin de type maquis, de la tpgraphie du lieu. En effet nus vyns que le bruit résiduel, varie de 47 db(a) à 38 db(a), plus imprtant sur la crête, (pints 1 et 3) que sur le versant (pints 5 et 7), cnstatatin surtut valable lrs de vent prvenant de la terre (effet d écran dévelppé par la tpgraphie vis à vis de l A61). Durant la présence de vent marin, l A9, vire la Rute Natinale, cnstituant les deux surces principales, ne vient pas leur impact réduit par ce phénmène, car elles snt en visin directe du site de Mntplaisir. Par cntre leur élignement plus imprtant met en exergue le phénmène d absrptin atmsphérique particulièrement sensible dans les fréquences élevées (2000 Hz et 4000 Hz) : btentin de curbes caractéristiques avec un plateau atteignant l ctave 1000 Hz, puis chute drastique du niveau pur les ctaves plus élevées. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 15 / 56

16 Emergence db(a) db(a) Niveau snre Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Pint 1 (page 38) Si cette élienne présente un fnctinnement inaudible pur des vitesses de vent très faibles, sn émissin snre devient «gênante» pur des vitesses de vent sutenues ((8 m/s). 01/12/2010 ambiant résiduel émergence H Vitesse du vent m/s Fiche récapitulative Mât N 2 / Pint N 1 Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 16 / 56

17 Emergence db(a) db(a) Niveau snre Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Pint 3 (page 42). Cmme pur le pint précédent, à des vitesses faibles (2 m/s), le fnctinnement est inaudible. Pur des vitesses plus imprtantes, l élienne est nettement perceptible. 01/12/2010 ambiant résiduel émergence MH Vitesse du vent m/s Fiche récapitulative Mât N 2 / Pint N 3 Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 17 / 56

18 Emergence db(a) db(a) Niveau snre Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Pint 5 (page 46). Les cnstatatins demeurent identiques à celles relevées précédemment. Pur des faibles vitesses (3 m/s), le fnctinnement de l élienne n est pas perceptible. Elle le devient, à la limite du «gênant» pur des vitesses supérieures (> 6 m/s). 01/12/2010 ambiant résiduel émergence Vitesse du vent m/s Fiche récapitulative Mât N 2 / Pint N 5 Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 18 / 56

19 Emergence db(a) db(a) Niveau snre Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Pint 7 (page 50). A cette distance (35 m du mât), la perceptin est faible. Pur des vitesses réduites (3 m/s), la cnstatatin est la même que celles cncernant les autres distances : l élienne est inaudible. Pur des vitesses supérieure (> 5 m/ s), l impact snre est plus réduit que précédemment : émergences cnstatées plus faibles. 01/12/2010 ambiant résiduel émergence Vitesse du vent m/s Fiche récapitulative Mât N 2 / Pint N 7 Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 19 / 56

20 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Cnclusin. Cette élienne, Black 600, pur des vitesses faibles, de l rdre de 3 ms/ s, est silencieuse. Sn fnctinnement est audible pur des vitesses supérieures à 5 m/s. il peut devenir même devenir «gênant». A des distances imprtantes (35 m du mât), sn impact, à ces vitesses, demeure néanmins réduit. La ctatin btenue est de 4BA, la classant dans la catégrie de Ptentiel d Insertin Snre (P.I.S): Bn. CCC 9CC 6CC 0CC 06C 00C Excellent Très bn Bn Myen Faible 4BA Black 600 Vir en annexe 2 (page 54) la significatin de la ntatin utilisée. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 20 / 56

21 5 m 10 m 20 m 35 m Autrute Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Implantatin des pints de mesure Psitin Mât Pint de référence Mer Méditerranée Pint Distance Pint 7 Pint 5 Pint 3 Pint 1 20 m 20 m 20 m Implantatin des pints de mesure Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 21 / 56

22 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Prtcle de mesure et de test 5.1 Les bjectifs Le Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne est destiné à bserver le cmprtement et les perfrmances d élienne d une puissance inférieure à 10 kw prpsés à l essai dans le cadre d une démarche vlntaire par un cnstructeur u un distributeur fficiel. Les pints suivants nt été étudiés: évaluatin du fnctinnement, de la sécurité, de la qualité, de la fiabilité et de l intégrité des aérgénérateurs et systèmes assciés, seln le prtcle de mesures défini dans ce dcument et se rapprchant dans la mesure du pssible des règles et prcédures IEC WT01 et de la nrme IEC mesures de la curbe de puissance et de la prductin d énergie électrique de la machine en fnctin du ptentiel élien, seln le prtcle de mesures défini dans ce dcument et se rapprchant dans la mesure du pssible de la nrme IEC mesures des niveaux snres aux fréquences audibles (bruit acustique) à prximité des machines, seln le prtcle de mesures défini par la R&D EDF, et se rapprchant dans la mesure du pssible de la nrme IEC évaluatin de la qualité du curant électrique prduit, seln un prtcle de mesures des perturbatins du réseau défini par la R&D EDF, et se rapprchant dans la mesure du pssible de la nrme IEC mesure des cnditins d envirnnement du site (vitesse, directin et turbulence du vent, température, pressin et humidité relative) appréciatin de l impact visuel (enquête réalisée auprès des visiteurs sur le site du SEPEN) L enregistrement et le traitement des relevés de mesures nt été réalisés sur le site d essais durant la péride de fnctinnement de l équipement mis à dispsitin. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 22 / 56

23 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Les installatins Le site d essai est équipé (vir cartes et plans de détails) : d un lcal technique u snt regrupés : les accès au réseau de chaque élienne avec un emplacement réservé à l installatin des équipements de cnnexin au réseau de chaque machine les équipements de mesures et tests : - sécurité et cmptage d énergie - mesures des perturbatins réseau - mesures de puissance - mesure des dnnées d envirnnement (vent, température, pressin et humidité) - enregistrement, visualisatin et accès à distance des dnnées de plusieurs embases d installatins pur les éliennes puvant recevir des machines mntées sur supprt haubané basculant u sur supprt autprteur d un mât de mesure haubané équipé : d anémmètres et de giruettes à différentes hauteurs d un capteur de température, de pressin et d humidité relative des équipements de sécurité et cmptage d énergie système de sécurité pur décnnecter les surces d énergie cmpteurs d énergie générée et cnsmmée des équipements de mesure de bruit (à dispsitin durant les campagnes de mesure uniquement) des équipements de mesure des perturbatins réseau des équipements de mesures de puissance centrales de mesure de puissance (mnphasé u triphasé équilibré u nn) prise d infrmatin curant par transfrmateur de curant capteur à effet Hall srtie d infrmatin par interface RS485 u par signal analgique 4-20mA visualisatin des paramètres réseau (tensin, curant, fréquence, puissances active et réactives ) des équipements de mesure des dnnées d envirnnement vitesse de vent directin de vent température ambiante pressin atmsphérique Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 23 / 56

24 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 humidité relative des équipements d enregistrement rdinateur avec carte d acquisitin RS485 u entrées analgiques u éthernet enregistrement de tutes les dnnées chaque secnde traitement statistique sur 1mn (myenne, écart type, valeurs min. et max.) enregistrement jurnalier des dnnées dans un fichier infrmatique pssibilité d extractin d enregistrements pur analyse de perturbatins u autres visualisatin sur écran PC en lcal et à distance Sauf indicatin cntraire pur un test particulier, les tests suivrnt les prcédures suivantes : enregistrement de tutes les dnnées chaque secnde traitement statistique sur 1mn (myenne, écart type, valeurs min. et max.) enregistrement jurnalier des dnnées dans un fichier infrmatique inspectin visuelle péridique du site d essai (tute anmalie sera cnsignée) en cas de changement d équipement (de mesure u matériel testé) le test sera réinitialisé tut au lng de la campagne de mesure, la chérence des dnnées sera vérifiée péridiquement pur assurer la qualité et la répétitivité des résultats un registre sera maintenu à jur sur tus les évènements imprtants survenus durant la péride de mesure. Tut pérateur intervenant sur le matériel en curs de test devra systématiquement renseigner le questinnaire intitulé «Fiche d interventin SEPEN» Rapprts : chaque test fera l bjet d un rapprt rapprt intermédiaire (avancement des mesures, tests et essais) rapprt supplémentaire pssible à la demande de l apprteur et à sa charge. rapprt d anmalie(s) détectable(s) le cas échéant rapprt final Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 24 / 56

25 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 De 4 embases d installatins pur les aérgénérateurs : 1 embase puvant recevir un aérgénérateur de 7m de diamètre maximum (envirn 10kVA), mnté sur supprt haubané basculant u sur supprt autprteur, de hauteur 18m maximum 1 embase puvant recevir un aérgénérateur de 5m de diamètre maximum (envirn 5kVA), mnté sur supprt haubané basculant u sur supprt autprteur, de hauteur 18m maximum 2 embases puvant recevir deux aérgénérateurs de 5m de diamètre maximum (envirn 5kVA), mnté sur supprt haubané basculant uniquement de hauteur, 18m maximum chaque embase est destinée à recevir une adaptatin mécanique au mât du cnstructeur d un mât de mesure haubané de hauteur 20m, équipé de : 3 anémmètres placés à 16, 18 et 20m (NRG #40H dnt 1 calibré) 2 giruettes placées à 16 et 20m (NRG #200P) 5 transducteurs de signaux avec srties 4-20mA (Lumel P120 et P12U) des équipements de mesure de bruit (à dispsitin durant les campagnes de mesure uniquement) Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 25 / 56

26 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 26 / 56

27 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Dnnées mété du site Décembre 2004 à Nvembre 2005 Température ( C) Humidité Relative(%) Pressin Atmsph. (mbar) Maximum Myenne (1mn) Minimum Décembre 2004 à Mars 2005 Vitesse vent à 19m (m/s) Vitesse Vent à 15m (m/s) Rafale instantanée Myenne (1mn) Max Myenne tute péride sur la Mai 2005 à Nvembre 2005 Vitesse vent à 20m (m/s) Vitesse vent à 18m (m/s) Vitesse Vent à 16m (m/s) Rafale instantanée Myenne (1mn) Max Myenne sur tute la péride Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 27 / 56

28 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ janvier 2008 à 30 juin 2008 Vitesse vent à 20m (m/s) Vitesse vent à 18m (m/s) Vitesse Vent à 16m (m/s) Rafale instantanée Myenne (10mn) Max Myenne sur tute la péride Intensité de turbulence myenne sur la péride % % % 1 janvier 2009 à 31 décembre 2009 Vitesse vent à 20m (m/s) Vitesse vent à 18m (m/s) Vitesse Vent à 16m (m/s) Rafale instantanée * Myenne (10mn) Max * Myenne sur tute la péride * Intensité de turbulence myenne sur la péride * % % * panne anémmètre Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 28 / 56

29 Vitesse m/s Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 Exemple de Dnnées Mété - Semaine du 10 au 16 Janvier Pres Atm (mbar/100) Temp ( C) Humid (%/10) Vent (m/s) Décmpsitin par secteur : V1 / D Directin ( ) Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 29 / 56

30 Valeur en % Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 Distributin par secteur % % 20 % Vent Energie Distributin des Vitesses de Vent et Intensité de turbulence à 20m Vitesse de Vent (m/s) Distributin Brute Distributin Crrigée A=6.33 K=1.96 Intensité de turbulence Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 30 / 56

31 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Tests de fnctinnement et de sécurité Objectifs du test vérifier que l élienne démntre un cmprtement de fnctinnement cnfrme à sa cnceptin vérifier que les dispsitins relatives à la sécurité des persnnes snt crrectement mises en pratique tester que les systèmes de cntrôle et de prtectin fnctinnent avec satisfactin vérifier le bn cmprtement dynamique de l élienne à au mins 1,8 fis la vitesse de vent crrespndant à sa puissance nminale (dnnée cnstructeur) Tests de fnctinnement et de sécurité bservatin d rientatin à différentes vitesses de vent test de séquences de mise en rute et d arrêt suivant les prtcles précnisés par le cnstructeur vérificatin de la puissance générée par rapprt aux dnnées cnstructeur vérificatin de la limitatin de la vitesse du rtr simulatins de perte réseau (micrcupure et cupure franche) simulatin de perte de charge (élienne décnnecté de l nduleur u du réseau) test des verruillages cntre les changements nn autrisés des paramètres système vérificatins des systèmes et prcédures de sécurité (mécanique, électrique) pur installatin et maintenance vérificatin du système de mise à la terre et de prtectin fudre Critères de bn fnctinnement et de sécurité rientatin franche et bien amrtie (sans à-cups ni vibratins), les bservatins sernt cnsignés dans le registre puissance générée vérifiée et dans une plage acceptable par rapprt aux dnnées cnstructeur, tut écart sera cnsigné (dnnées extraites de la mesure de la curbe de puissance) limitatin de la puissance et de la vitesse rtr à des valeurs acceptables (sécurité) et dans la plage de fnctinnement cnstructeur, les curbes de vitesse rtr maximum et puissance maximum en fnctin de la vitesse de vent sernt analysées Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 31 / 56

32 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 bservatin des séquences de mises en rute et d arrêts fiables et sécurisées cmprtement fiable et sans danger lrs de cupures réseau, lrs d uvertures (rapides u nn) de la cnnexin réseau le cmprtement de la machine, la vitesse rtr et la puissance sernt analysés cmprtement fiable et sans danger lrs de pertes de charge (si présence nduleur), lrs de l uverture de la cnnexin à l nduleur, le cmprtement de la machine, la vitesse rtr sernt analysés verruillages efficaces cntre les changements nn autrisés des paramètres système systèmes et prcédures de sécurité adéquats, descriptin et analyse des systèmes (mécaniques et électriques), prcédures et dcuments systèmes de mise à la terre et prtectin fudre adéquats (descriptin et analyse) Paramètres mesurés pur le test de fnctinnement et de sécurité (dnnées mesurées et enregistrées pur l établissement de la curbe de puissance) vitesse et directin du vent puissance machine vitesse rtr (si extractin image pssible du signal électrique) dispnibilité machine Traitement des dnnées pur le test de fnctinnement et de sécurité enregistrement des dnnées à la secnde (u plus si besin) traitement statistique sur 10mn et/u 1mn enregistrement jurnalier des dnnées dans un fichier infrmatique traitement mensuel des fichiers rapprt intermédiaire mensuel 5.5 Tests de fiabilité Objectifs du test investiguer l intégrité structurelle et la dégradatin temprelle du système, des cmpsants u des matériaux (fêlures, défrmatins, usures ) investiguer la qualité des prtectins envirnnementales (crrsin, peintures et jints ) tester le cmprtement dynamique de l élienne et de sn système de cnnexin réseau sur la durée des essais Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 32 / 56

33 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Test de fiabilité fnctinnement fiable sur la péride de mise à dispsitin (6 mis) prductin durant au mins 1500 heures quelque sit la vitesse de vent prductin durant au mins 250 heures à vitesse supérieure u égale à 1,2 fis la vitesse de vent crrespndant à la puissance nminale (dnnée cnstructeur) prductin durant au mins 25 heures à vitesse supérieure u égale à 1,8 fis la vitesse de vent crrespndant à la puissance nminale (dnnée cnstructeur) Critères de fiabilité dispnibilité d au mins 90% sur la durée des essais pas de défaillance majeure de l élienne u d un cmpsant du système pendant la durée du test (si une défaillance majeure survient, le cnstructeur peut apprter les réparatins nécessaires, et le test est réinitialisé dans les limites de la durée cntractuelle) pas d usure u crrsin significative, pas de dégât sur les cmpsants du système, truvés lrs d inspectin péridiques u de l inspectin finale pas de dégradatin temprelle significative de la puissance prduite pur les mêmes vitesses de vent (suivant dnnées cnstructeur) prductin de l énergie mesurée supérieure à 80% de l énergie attendue (suivant dnnées cnstructeur) Paramètres mesurés pur le test de fiabilité (dnnées mesurées et enregistrées pur l établissement de la curbe de puissance) vitesse et directin du vent puissance machine dispnibilité machine traitement des dnnées pur le test de fiabilité enregistrement des dnnées à la secnde traitement statistique sur 10mn et/u 1mn enregistrement jurnalier des dnnées dans un fichier infrmatique traitement mensuel des fichiers rapprt intermédiaire mensuel Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 33 / 56

34 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Mesures de la curbe de puissance les dnnées sernt enregistrées en cntinu, avec une fréquence d échantillnnage de la secnde : vitesse du vent à 10, 20 et 30m directin du vent à 10, 20 et 30m température à 10m pressin atmsphérique humidité relative puissance active machine au pint de cnnexin réseau (lcal technique) les dnnées sernt ensuite traitées pur en extraire les infrmatins suivantes par pas de 10mn et/u 1mn : valeur myenne écart type valeur maximum valeur minimum la série sera ignrée si un des évènements suivant est intervenu (évènement enregistré au mins une fis pendant la péride de 10mn et/u 1mn) : machine indispnible défaillance d un équipement de test directin de vent en dehrs des secteurs autrisés les séries retenues sernt crrigées et nrmalisés pur 2 densités de l air de référence (myenne de la densité de l air mesurée sur le site d essai et densité de l air au niveau de la mer, standard ISO 1,225kg/m³) le rapprt de mesure cmprtera : la curbe de puissance nrmalisée (méthde des intervalles sur les séries de dnnées nrmalisées, vir nrme IEC ) la prductin annuelle d énergie (crrélatin de la curbe de puissance avec la distributin de vitesse de vent de Rayleigh, vir nrme IEC ) le cefficient de puissance Cp (vir nrme IEC ) Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 34 / 56

35 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Déterminatin des directins de vent valides Pur calculer le secteur de directin de vent autrisé pur la mesure de chaque machine, il faut prendre en cmpte les bstacles avisinants, qui peuvent être un autre aérgénérateur, des arbres, le mât de mesures La nrme IEC dnne un calcul permettant de définir quels snt les angles de secteur de vent perturbés par des aérgénérateurs visins en fnctin du diamètre et de la hauteur de ceux-ci. Secteur perturbé : α = 2Arctan (2Dn/Ln ) ù Dn est le diamètre de la machine visine Ln est la distance entre les 2 machines Cette frmule a été appliquée pur chaque plt de machine, le tableau suivant résume les caractéristiques des bstacles pris en cmpte, et les limites des angles de secteurs perturbés ainsi calculés. La hauteur et la largeur des bstacles autres que les machines visines (arbres) n ayant pas été mesurées, le calcul n a pas été appliqué pur ces cas d bstacles. Cependant, les secteurs perturbés finaux retenus snt assez frtement pénalisants, puisqu ils englbent en fait la ttalité des secteurs perturbés de chaque machine, cmme représenté sur le schéma suivant. On peut remarquer que, par rapprt à la directin Nrd, les 2 grs secteurs perturbés crrespndent à l alignement des 4 plts. Les machines nt été installées de telle srte qu elles sient face aux vents dminants (vent de nrd-uest et vent de sud-est). Dans le prgramme de traitement n élimine dnc tutes les dnnées dnt la directin du vent se truve dans un des 2 secteurs perturbés. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 35 / 56

36 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 Plt Obstacle Diamètre Dn u De Distance Ln u Le Alpha Limite Limite inférieure supérieure 1 Plt m 23.4 m arbres nn calculé nn calculé nn calculé nn calculé nn calculé 2 Plt m 23.4 m Plt m 23.4 m Plt m 23.4 m Plt m 23.9 m Plt m 23.9 m arbres nn calculé nn calculé nn calculé nn calculé nn calculé Tableau récapitulatif des caractéristiques des bstacles pur le calcul des secteurs perturbés. Nrd Secteurs perturbés Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 36 / 56

37 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Annexe Caractérisatin du raynnement de l Elienne, mât 2. Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 37 / 56

38 5 m 10 m 20 m 35 m Autrute Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Pint N 1 Psitin Mât Pint de référence Mer Méditerranée Pint Distance Pint 7 Pint 5 Pint 3 Pint 1 20 m 20 m 20 m Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 38 / 56

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42 5 m 10 m 20 m 35 m Autrute Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Pint N 3 Psitin Mât Pint de référence Mer Méditerranée Pint Distance Pint 7 Pint 5 Pint 3 Pint 1 20 m 20 m 20 m Implantatin des pints de mesure Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 42 / 56

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46 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Pint N 5 Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 46 / 56

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50 5 m 10 m 20 m 35 m Autrute Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Pint N 7 Psitin Mât Pint de référence Mer Méditerranée Pint Distance Pint 7 Pint 5 Pint 3 Pint 1 20 m 20 m 20 m Implantatin des pints de mesure Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 50 / 56

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54 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/ Annexe 2 Ntatin. Cette ntatin a pur bjectif de déterminer le ptentiel d insertin snre (P.I.S) de l élienne dans l envirnnement. Plus la nte est imprtante, plus l élienne présente des caractéristiques aptes à s intégrer dans un milieu dnné. L échelle de ntatin s étend de la valeur 00C à la valeur CCC, valeurs signifiants respectivement un faible ptentiel d insertin snre et un excellent ptentiel d insertin snre. Le premier symble (à gauche), précise le nmbre de cnfiguratins ù le fnctinnement de l élienne est inaudible. L ensemble des tris campagnes recupe 12 cnfiguratins ntées : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C. Exemple : les tris distances les plus élignées du mât ne snt pas audibles. Seules les 3 cnfiguratins prches du mât snt perceptibles. Nus avns dnc 9 cnfiguratins inaudibles. Le premier symble sera 9. Le deuxième symble précise le nmbre de fis ù la gêne n est pas avérée sur les 12 pssibilités dnnées. La gêne est avérée lrsque l émergence glbale est supérieure à 3.5 db(a). La ntatin est identique à celle du premier symble de 1 à C. Exemple : 2 cnfiguratins présentent des émergences glbales supérieures à 3.5 db(a). Le deuxième symble sera A. Le trisième symble caractérise le nmbre de fis ù la perceptin de l élienne n existe pas. La perceptin est recnnue lrsque un des symbles L, M, H (émergence dans une bande de tiers d ctave supérieure à 5 db(a)) est mentinnée. Exemple : Si sur l ensemble des cnfiguratins apparaissent les lettres M (3 fis) et H, le trisième symble sera 8. Dans le ù l émergence glbale est retenue (prépndérante), décrémentatin du 2 symble, les perceptins ne snt pas alrs prises en cmpte cncernant cette cnfiguratin, le 3 symble restera dnc inchangé. Afin de faciliter intuitivement la cmpréhensin de cette échelle de valeurs, nus avns asscié à une gamme de valeurs, une classe de qualité se répartissant de la manière suivante : Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 54 / 56

55 Site Expérimental pur le Petit Elien de Narbnne Rapprt de Test n 23.2 du 24/01/2011 CCC 9CC 6CC 0CC 06C 00C Excellent Très bn Bn Myen Faible Le niveau CCC indique que les 12 cnfiguratins mesurées snt inaudibles, dnc que les 12 ne snt pas gênantes et que les duze ne snt pas perceptibles. Le niveau 06C indique : - 0 : aucune cnfiguratin est inaudible. - 6 : 6 cnfiguratins ne snt pas «gênantes». - C : les 12 cnfiguratins ne snt pas perceptibles. Nus avns dnc à partir de la ntatin d une élienne, cnnaissance de la classe à laquelle elle appartient. Exemple : une élienne ntée bn». 699 ( indice PIS),sera de classe «Très Elienne Arrw Slar Energy - Black Cnnectée Réseau page 55 / 56

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