Réglage de l'angle des pales dans les éoliennes
Vérin hydraulique

Les vérins hydrauliques de Hänchen d'Ostfildern près de Stuttgart sont des composants aussi fiables. Ils ont déjà fait leurs preuves dans les conditions strictes mentionnées depuis plus de 12 ans dans les installations de la septième plus grande entreprise mondiale du secteur de l'énergie éolienne. L'entreprise hambourgeoise a développé des éoliennes capables de fournir cinq mégawatts et plus. Elle construit actuellement les générateurs éoliens offshore les plus puissants au monde.

La gamme de produits du fabricant d'« éoliennes » comprend aujourd'hui des installations qui atteignent des puissances nominales de 1 500 à 5 000 kilowatts. REpower mise sur la plus haute qualité, la fiabilité, la compétence technologique ainsi que la précision des détails et attend la même chose de ses partenaires et fournisseurs. Lors de la sélection des fournisseurs, la priorité est donc accordée à la qualité supérieure des composants. C'est la seule façon de développer et de produire des installations multi-mégawatts. REpower a déjà construit 1 600 de ces générateurs sur terre. Les deux installations installées en mer posent des exigences particulièrement élevées : Ces installations, qui nécessitent très peu d'entretien, sont particulièrement adaptées à une utilisation en haute mer.

Dans 90 éoliennes que REpower a reprises du chantier naval HSW de Husum, les vérins hydrauliques de Hänchen sont utilisés sans problème depuis 12 ans pour le réglage de l'angle des pales. Grâce à leur stabilité pendant 90 000 heures de fonctionnement, ils offrent une fiabilité extrêmement élevée.

REpower travaille actuellement avec des réglages d'angle de pale électromécaniques dans les éoliennes. La philosophie de sécurité de l'entreprise en est responsable : pour que le rotor puisse être arrêté en cas d'urgence dans toutes les circonstances, trois mécanismes de réglage de pale fonctionnant indépendamment les uns des autres sont impérativement nécessaires dans une construction sans frein de service. Les installations de HSW équipées des vérins Hänchen suivent une autre philosophie de sécurité. Chez eux, le frein et le mécanisme de réglage sont séparés : « Nous choisissons actuellement la construction sans frein », explique Petersen, qui a également écrit un livre pour enfants sur la construction d'éoliennes. « Les vérins hydrauliques de Hänchen n'ont en aucun cas à se cacher devant les entraînements électriques, surtout en ce qui concerne la performance et la fiabilité. »

REpower a repris la technologie de réglage hydraulique de l'angle des pales du chantier naval de Husum. Et l'argument principal en faveur de la poursuite de l'utilisation des vérins de Hänchen Hydraulik d'Ostfildern était leur grande fiabilité. Au cours des 12 années d'exploitation des 90 éoliennes, il n'y a pas eu de défaillance due à un défaut. « Les vérins hydrauliques de Hänchen ne font certainement pas partie de nos problèmes. Le fait que nous n'ayons pas stocké de pièces de rechange à cet effet en est la preuve », souligne Dipl.-Ing. Oliver Blum, qui travaille avec Petersen au sein du service d'assistance. « En effet, le taux de défaillance des technologies électromécaniques est un peu plus élevé en raison de la technologie. »

Les vérins Hänchen, fabriqués en tant que vérins spéciaux en raison d'un filetage de tige de piston spécifique, déplacent simultanément trois pales de rotor autour de leur axe longitudinal via une tige de poussée. Ils forment le rotor d'un diamètre de 57 m. Le mécanisme de réglage fonctionne de manière similaire à une hélice de navire moderne. Le vérin hydraulique doit positionner les pales avec une précision allant jusqu'à 0,1 degré. C'est la seule façon de réaliser le positionnement angulaire précis des pales spécifié par le développement. Les tiges de poussée des vérins effectuent à la fois des micro-mouvements et des courses continues. En fonction de la vitesse du vent, le point de fonctionnement est ainsi atteint, ce qui assure une vitesse constante du générateur. Le fonctionnement en régulation est ici déterminant. En effet, des mouvements minimaux constants sont associés à des charges élevées pour le fonctionnement de l'installation. Ce sont précisément ces micro-mouvements qui représentent un défi pour la mécanique, l'électromécanique et l'hydraulique : il faut garantir que la lubrification soit assurée même en cas de mouvements minimaux continus dans un secteur de 0,5 mm.

A cela s'ajoutent les conditions environnementales extrêmes : L'installation doit fonctionner avec la même précision à une température de l'air de -15° C qu'à +45° C, l'humidité et l'air salin ne doivent pas poser de problèmes. Ici, Hänchen peut s'appuyer sur l'expérience acquise lors de l'utilisation de vérins à très hautes performances, comme ceux utilisés par exemple dans les hauts fourneaux dans une atmosphère contenant de l'acide fluorhydrique pour déplacer des lingotières contenant jusqu'à 35 t d'acier incandescent à plusieurs Hz en fonctionnement 24 heures sur 24.

Le défi réside dans une régulation optimale. L'installation essaie de maintenir une certaine vitesse de rotation et donc une certaine puissance. Le concept prévoit deux niveaux de puissance en fonction de la force du vent. Ces points de puissance se situent à 1 000 ou 1 500 tours au niveau du générateur, qui sont fournis par le rotor via un réducteur. Ils doivent être approchés de manière aussi constante que possible afin d'éviter les fluctuations dans le réseau électrique. Le réglage des pales doit donc veiller à ce que, lorsque le vent augmente, même en cas de vent fort, les pales soient sorties du vent et que la vitesse de rotation reste ainsi constante à 23 tours de rotor par minute.

Le vérin hydraulique fonctionne ici avec un capteur de position intégré. Hänchen fournit à cet effet l'unité complète, qui forme un petit système particulièrement précis, compact et fiable. Il fonctionne avec une course de 380 mm et nécessite une pression de 160 bars. Le groupe hydraulique fonctionne avec un accumulateur pour des raisons de sécurité : celui-ci fournit une réserve de pression même en cas de panne du groupe afin de sortir immédiatement les pales du vent en cas de problème. Ainsi, les vérins hydrauliques garantissent non seulement la précision, la résistance et la fiabilité. Ils prouvent également leur aptitude aux tâches liées à la sécurité. Les spécialistes de l'hydraulique de la région de Stuttgart s'attendent à une nette expansion de ce segment de marché, notamment dans les conditions difficiles de l'éolien offshore.