31/03/2011 - OWC. Convertisseur de colonne oscillante d'eau pour profiter de l'énergie des vagues

Menéame

Les ingénieurs Modesto Amundarain et Mikel Alberdi ont présenté les deux premières thèses de l’UPV/EHU sur l’utilisation de convertisseurs de colonne d’eau oscillante (OWC) pour l’extraction d’énergies renouvelables des vagues. Il s’agit de la technologie sur laquelle repose l’usine qui est en construction à Mutriku et, comme l’expliquent ces deux ingénieurs, la plus appropriée pour exploiter l’énergie des vagues sur la côte basque.

Ces deux travaux présentent des propositions pour l’amélioration du fonctionnement de ces usines. Amundarain a développé dans sa thèse (Contrôle des turbo-productions olamotores) diverses stratégies pour résoudre les problèmes de contrôle de ces installations. Alberdi s’est particulièrement attaché à résoudre les problèmes de tension qui se posent avec des générateurs de ce type (s’intitule Itsasoko olatuen eraldatzeko zentralaren eta sare electrikoaren tentsio-hutsuneen aurrean kontrol-strategien diseinua eta garapena / Conception et développement de stratégies de contrôle face aux trous de tension du réseau électrique et de la centrale pour la conversion énergétique des vagues de la mer). À la suite de ces recherches, le Département de l’ingénierie des systèmes et de l’automatisation de l’UPV/EHU, auquel Amundarain et Alberdi appartiennent, a publié un article dans la revue IEEE Transactions on Industrial Electronics.

Le système OWC

Dans la technologie OWC, ce ne sont pas les vagues qui déplacent directement les turbines, mais une masse d’air comprimé qui pousse. Il s’agit d’une structure généralement située dans un casse-tête, dont la partie supérieure forme une chambre à air (d’où la masse compressée), et dont la partie inférieure est immergée dans l’eau. De cette façon, la turbine profite du mouvement provoqué par la vague, qu’elle vienne ou qu’elle parte, et le générateur à double alimentation (à la fois par le rotor ou partie mobile ou par l’étagère ou partie fixe) auquel elle est fixée injecte l’énergie dans le réseau.

L’un des principaux problèmes qui sont décrits et traités par Amundarain et Alberdi concerne le comportement dit en perte de turbine. La turbine utilisée dans ces installations est de type Wells, et, en raison de ses caractéristiques, en cas de choc d’une vague extraordinairement forte, la turbine peut stagner et tourner beaucoup plus lentement que d’habitude. Il est donc nécessaire d’adapter la vitesse de la turbine. En outre, la recherche vise à établir la puissance maximale obtenable ou à pouvoir fixer une puissance de référence, ce qui est également lié au contrôle de la turbine.

A la recherche des solutions les plus efficaces, Amundarain et Alberdi ont imité toute une usine par ordinateur (y compris la turbine Wells, qu’ils ont dû construire de zéro en n’ayant aucun modèle) et ont validé leurs tests expérimentalement. Ainsi, ils ont établi que la mesure la plus efficace consiste à contrôler la vitesse de la turbine par le générateur à double alimentation auquel elle est liée. Il s’agit que le même générateur fasse tourner la turbine à la vitesse optimale pour livrer la puissance maximale en fonction de la pression provoquée par les vagues à chaque instant. Ils ont également combiné cette mesure avec le contrôle du flux d’air, qui est basé sur une valve qui est habituellement trouvée dans la chambre de capture des systèmes OWC et qui consiste à contrôler leur niveau d’ouverture en fonction du débit d’air.

Les trous de tension

Ces deux mesures sont valables pour aider à résoudre un autre problème que ces chercheurs ont abordé, principalement décrit dans la thèse d’Alberdi: les trous de tension dans le réseau, qui provoquent des déséquilibres dans le fonctionnement. Alberdi a coordonné un certain nombre de stratégies parmi celles qui précèdent. Le chercheur propose également le contrôle des puissances actives (la partie réellement consommée) et réactive (la partie qui ne peut pas être consommée) injectés dans le réseau de manière découplée. Pour pouvoir contrôler la production d’électricité quel que soit l’état de la mer, il propose également de surveiller la continuité de l’approvisionnement en eau dans un trou de tension et d’utiliser un système de référence.

Sur les auteurs

Modesto Amundarain Ormaza (Plentzia, 1964) et Mikel Alberdi Gotia (Bilbao, 1965) sont des ingénieurs techniques en électricité (spécialité électronique), des ingénieurs en électronique et des médecins en communications, en électronique et en contrôle. Tous deux sont professeurs du département d’ingénierie des systèmes et de l’automatisation de l’École universitaire d’ingénierie technique industrielle de Bilbao (UPV/EHU). Amundarain a réalisé sa thèse sous la direction d’Aitor José Garrido Hernández et Francisco Javier Maseda Rego, tandis qu’Alberdi a eu pour directeurs le même Aitor José Garrido Hernández ainsi que Izaskun Garrido Hernández. Les trois directeurs appartiennent au même département qu’Amundarain et Alberdi.

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