Journée d étude du 16 mars 2011

Transcription

1 Journée d étude du 16 mars 2011 Fiabilité : du concept à la maintenance Introduction et programme Frédéric Musin 1

2 Thème de la journée Fiabilité LCA, Mitsubishi,

3 Programme de la journée 9h30 : Paul VAN GINNEKEN (COFELY GDF SUEZ) Fiabilité des unités de production décentralisée d'électricité application à la cogénération 10h00 : Fabrice WALLECAN (Thales Alenia Space) Fiabilité de l'électronique de puissance dans le domaine spatial 10h30 : Pause-café 3

4 Programme de la journée 10h45 : François VALLEE (UMONS FPMs) : Modélisation et simulation de la production d'électricité d'origine éolienne pour l'analyse technico-économique des réseaux de transport électrique modernes 11h30 : Frédéric MUSIN (HELHa) : Conception et exploitation pédagogique d'un banc d'entraînement lent pour génératrice interfacée au réseau 12h00 : Repas 4

5 Programme de la journée 13h30 : Laurent RAKOTO et Laurent CATOIRE (ULB) Détection et isolation de pannes de capteurs dans la régulation de puissance des éoliennes 14h15 : Fabien MEINGUET (ULB) Fiabilité dans les entraînements électriques : problèmes et solutions 15h00 : Pause café (local 1024) 5

6 Programme de la journée 15h15 : Proclamation du prix GREPES (local 1022) Exposé 1 Exposé 2 16h30 : Séance de clôture et verre de l amitié 6

7 Conception et exploitation pédagogique d'un banc d'entraînement lent pour génératrice interfacée au réseau Ir Frédéric Musin - Coordinateur formations Maintenance éolienne et Cogénération 7

8 Plan de la présentation 1. Contexte général de la fiabilité des composants éoliens 2. Concept éolien à entraînement direct 3. Contraintes de conception d un banc éolien 4. Présentation du banc éolien 8

9 Plan de la présentation 1. Contexte général de la fiabilité des composants éoliens 2. Concept éolien à entraînement direct 3. Contraintes de conception d un banc éolien 4. Présentation du banc éolien 9

10 La fiabilité des composants éoliens généralités années rapports mensuels interventions Failstich & Hahn,

11 La fiabilité des composants éoliens Fiabilité: aptitude d un dispositif àaccomplir une fonction requise dans des conditions données pour une période de temps donnée Taux de défaillance (h-1) Mean Time Between Repair (d) Failstich & Hahn,

12 Influence de la puissance Systèmes électriques Electronique Capteurs Pitch Pales Failstich & Hahn,

13 Influence type machine Vitesse variable vs Vitesse constante Pitch vs Stall Failstich & Hahn,

14 Evolution dans le temps Failstich & Hahn,

15 Concepts electronique de puissance éoliens (1) Génératrice asynchrone VESTAS Concept L. H. Hansen et al.,

16 Concepts electronique de puissance éoliens (1) Génératrice synchrone ENERCON Concept L. H. Hansen et al.,

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18 Topologie Failstich & Hahn,

19 Influence de la topologie 19

20 Plan de la présentation 1. Contexte général de la fiabilité des composants éoliens 2. Concept éolien à entraînement direct 3. Contraintes de conception d un banc éolien 4. Présentation du banc éolien 20

21 Topologie détaillée 21

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23 Focus onduleur Depuis redresseur Boost Break Onduleur Vers filtrage réseau 23

24 Fiabilité onduleurs Par tranche de puissance en parallèle Aisément (dé)connectables Composants aisément interchangeables 24

25 Plan de la présentation 1. Contexte général de la fiabilité des composants éoliens 2. Concept éolien à entraînement direct 3. Contraintes de conception d un banc éolien 4. Présentation du banc éolien 25

26 Banc éolien/hydrolien Objectifs poursuivis (3) : 1. La formation des techniciens de maintenance éoliens en partenariat avec le FOREM (en cours depuis 2008) 2. Le test des éoliennes commerciales (<20 kw) 3. La recherche et le développement : Production décentralisée éolienne et hydrolienne Interface au réseau 26

27 Banc éolien/hydrolien Objectifs poursuivis (3) : 1. La formation des techniciens de maintenance éoliens en partenariat avec le FOREM (en cours depuis 2008) 2. Le test des éoliennes commerciales (<20 kw) 3. La recherche et le développement : Production décentralisée éolienne et hydrolienne Interface au réseau 27

28 1. Techniciens de maintenance Méthodologie Profil de métier Compétences Contenus de cours et de travaux pratiques + stage 28

29 Simulation pannes 29

30 Similitude avec les éoliennes de puissance Topologie similaire GS Entraînement direct Puissance supérieure à 10 kw Raccordée au réseau et automatisée Pitch, yaw et régulation de puissance Capteurs similaires de différents types (inductifs, résistifs, contacteurs, ) 30

31 Plan de la présentation 1. Contexte général de la fiabilité des composants éoliens 2. Concept éolien à entraînement direct 3. Contraintes de conception d un banc éolien 4. Présentation du banc éolien 31

32 32

33 Eolienne Elektrische Leistung (kw) , Wingeschw. in Nabenhöhe (m/s) 33

34 Banc éolien Vitesse de 0 à 200 rpm Couple max 1500 Nm Puissance moteur : 22 kw Sécurité utilisateurs Sensor Control Logging Monitoring Driver Motor PMG Rectifier Inverter Grid 34

35 Banc éolien/hydrolien Objectifs poursuivis (3) : 1. La formation des techniciens de maintenance éoliens en partenariat avec le FOREM (en cours depuis 2008) 2. Le test des éoliennes commerciales (<20 kw) 3. La recherche et le développement : Production décentralisée éolienne et hydrolienne Interface au réseau 35

36 Mesure du rendement Couplemètre Mesure du rendement de la chaîne de puissance Statique et dynamique 36

37 Banc éolien/hydrolien Objectifs poursuivis (3) : 1. La formation des techniciens de maintenance éoliens en partenariat avec le FOREM (en cours depuis 2008) 2. Le test des éoliennes commerciales (<20 kw) 3. La recherche : Eolien et hydrolien Capteurs vibrations (fibre optique) Développement interfaces au réseau + microgrids 37

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