Éolienne avec enroulements de rotor supraconducteurs

17 décembre 2018, 16:31
Éolienne avec enroulements de rotor supraconducteurs
Éolienne avec enroulements de rotor supraconducteurs


L’éolienne construite près de Thyborøn, sur la côte occidentale du Danemark, est une première mondiale : le générateur classique à aimants permanents a été remplacé par une version dotée d’éléments supraconducteurs. Cette nouvelle turbine est plus compacte, deux fois plus légère et peut néanmoins produire la même quantité d'énergie.

Supraconducteurs

Les supraconducteurs viennent remplacer les aimants massifs et lourds d’une éolienne classique. Exactement comme dans la dynamo d'un vélo traditionnel, les aimants tournent à l'intérieur de bobines, chargées de convertir l'énergie mécanique en énergie électrique. Mais il est possible de fabriquer des aimants puissants à l’aide de bobines constituées de supraconducteurs : ils sont plus légers et utilisent moins de terres rares, notamment le néodyme. Alléger la turbine a pour avantage supplémentaire d’optimiser le mat, mais aussi de simplifier le transport du fait de la taille réduite du générateur (même si le problème ne se pose qu'une fois dans la vie d'une turbine).

Bande supraconductrice

Les supraconducteurs conduisent le courant sans résistance, D'où la possibilité de disposer de fortes intensités et de puissants champs magnétiques. En contrepartie, il est nécessaire de les refroidir à très basse température. Les aimants de ce nouveau rotor sont construits à l'aide de bandes supraconductrices : une mince couche de matériau supraconducteur, chargée de conduire le courant, est déposée sur un support flexible en acier. La fabrication de cette bande a aujourd'hui dépassé le stade du laboratoire et permet la production au kilomètre. Deux refroidisseurs cryogéniques compacts sont entraînés avec le rotor et assurent une température de – 240 °C.

Spécialiste du froid

L'université de Twente (Pays-Bas) est chargée tout ce qui a trait au froid dans ce projet : essais des bandes et des enroulements magnétiques, détermination des conditions optimales de refroidissement et assemblage complet du rotor.

Après deux ans d'essais en laboratoire, tous les éléments ont été assemblés au cours de l'été 2018 : le générateur d'un diamètre de 4 m – près de 1,50 m de moins que la version classique – a été transporté sur le site de Thyborøn, après avoir subi des essais au sol à Bremerhaven, au sein du Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesysteme. Il a été ensuite installé dans une turbine GC1 fabriquée par Envision, capable de produire 3,6 MW, et dotée de deux pales de rotor d’un diamètre de 128 m.

Source : Université de Twente
 

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