Brevet FR2382723A1 — publié le 19780929

La présente invention concerne un appareillage d'enregistrement des temps durant lesquels une source d'energie, par exemple la vitesse du vent ou d'un courant d'eau, le rayonnement solaire, etc., est disponible avec une puissance donnée pendant une période déterminée. On connaît une installation anémométrique dans laquelle le vecteur vent est détermine par la mesure de ses composantes au moyen de trois organes entraînés en rotation par le vent et qui comprend, d'une part, des moyens pour transformer les donnees analogiques représentées par la vitesse de rotation desdits trois organes en données numériques et, d'autre part, des moyens de traitement de ces données numériques. Cette installation sert donc uniquement à mesurer les vitesses du vent, leur fluctuation et le traitement mathematique de ces mesures. L'appareillage conforme à l'invention permet de classer les résultats dans des registres en fonction des valeurs quasi instantanées de la grandeur mesurée. Ces résultats fournissent les éléments nécessaires pour determiner le type et la grandeur d'une installation, par exemple d'une installation de ventilation d'un tunnel, compte tenu des hesoins et des rendements. I1 est caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif de mesure de la vitesse instantanée de la source d'énérgie et un enregistreur composé d'une base de temps, d'une mise en forme des signaux fournis par le dispositif, d'une selection adresse mémoire, d'une mémoire, d'une sélection manuelle du registre pour l'affichage, d'un additionneur, d'un multiplexage, d'une commande affichage, d'un affichage et d'une remise à zéro. Les dessins annexes illustrent, à titre d'exemple, une forme de réalisation de l'appareillage applique a une installation eolienne. La fig. 1 en est un schéma bloc, et la fig. 2 est un exemple d'enregistrement avec l'appareillage de la fig. 1. Les installations éoliennes convertissent l'énergie du vent en énergie electrique ou mecanique. Les caractéristiques sont similaires quels que soient les mécanismes utilisés. L'énergie produite est généralement stockée pour assurer la continuité de la fourniture lorsque la vitesse du vent est insuffisante. La puissance théorique disponible est: p = t 28 P s v3 ou P = puissance fournie par l'alternateur en W 7 = rendement de l'installation p = densité de l'air en kg/m3 2 S = section circulaire en m parcourue par l'hélice v = vitesse des vents en m/s L'éolienne ne peut fournir de la puissance qu'à partir d'une certaine vitesse de démarrage vd de l'ordre de quelques mètres par seconde. Lorsque la vitesse du vent diminue en-dessous de la vitesse va, qui généralement est inférieure à la vitesse de démarrage, l'éolienne ne fournit plus de puissance. Pour les éoliennes d'une certaine puissance, l'emballement est évité par un dispositif de sécurité, lorsque le vent dépasse une certaine valeur v max qui limite la puissance produite. Pour calculer l'énergie moyenne fournie par une éolienne pendant une certaine période, il faut connaître: a) la durée des différentes vitesses de vent comprises entre Va et v max b) la durée totale de l'arret de l'éolienne comprise: au démarrage: entre 0 et vd à l'arrèt: entre v et 0. a Pour dimensionner les dispositifs de stockage, il y a lieu de connaître la plus longue durée d'arrêt de l'éolienne pendant laquelle l'énergie doit être soutirée de ceux-ci. L'appareillage représente dans la fig. 1 se compose, d'une part, d'un anémomètre 1 monté sur un mât et qui transmet la valeur instantanée de la vitesse du vent par un câble bifilaire et, d'autre part, d'un enregistreur 2 disposé dans un boîtier étanche et composé de: a) Base de temps La base de temps est constituée par un oscillateur à quartz dont la fréquence est de 32,768 k8z, et par une chaîne de diviseurs permettant, d'une part, de fournir des séquences répétitives pour les différentes commandes, et d'autre part, de créer un signal de période T = 36 sec. = 1/100 h, pendant lequel les impulsions provenant de l'anémomètre I seront comptées. b) Mise en forme Ce circuit transforme la tension sinusoldale fournie par l'anémomètre 1 en signaux carrés compatibles avec les niveaux logiques de l'ensemble. c) Sélection adresse mémoire Cet ensemble effectue le comptage des impulsions reçues de l'anémomêtre 1 pendant la période T, et, en fonction du nombre d'impulsions reçues, sélectionne le registre des vitesses dans lequel une unité de temps (1/100 h) doit être additionnée. d) Mémoire La memoire est l'élément central dans lequel toutes les informations des différentes vitesses sont enregistrées. Elle est divisée en seize registres de six décades permettant à l'appareil d'enregistrer des durées allant jusqu'à 9999,99 heures. e) Sélection manuelle du registre pour l'affichage Ce circuit permet de sélectionner manuellement à l'aide de codeurs numériques (0 - 15) quel registre doit être affiché, seul un registre pouvant être affiché à la fois. f) Additionneur Ce circuit permet, à la fin de chaque période T, d'additionner 1/100 h dans le registre sélectionné par l'ensemble c), registre correspondant à la vitesse moyenne du vent détectée pendant la dernière periode T. g) Multiplexage Les informations apparaissent à la sortie de la mémoire en code B C D, decade après décade, selon une séquence donnée par la base de temps; le circuit de multiplexage permet d'aiguiller les signaux de chaque decade sur l'affichage correspondant. h) Commande affichage L'affichage frétant pas continuellement sous tension pour diminuer la consommation, un bouton poussoir permet de l'allumer en cas de besoin. i) Affichage Les lectures se font à la demande 'par commutation manuelle sur un affichage à six chiffres LED. La capacité des registres et du dispositif de lecture suffit à un enregistrement annuel sans remise à zéro intermédiaire. j) Remise à zéro Un bouton poussoir permet de remettre le contenu de tous les registres à zero. Cette opération doit être faite avant chaque nouvelle mesure à effectuer. La remise à zéro est munie d'un dispositif de sécurité empêchant toute fausse manipulation. Dans la fig. 2, on a représenté les valeurs mesurées par l'enregistreur 2 dans le cas d'une eolienne. Ces. valeurs sont: a) Vitesse moyenne du vent, mesurée par périodes de 36 secondes et intégrées dans les seize registres Ru 15 pour une lecture en heures avec deux décimales. Rg O - 1 m/s R1 1 - 2 m/s R14 14 - 15 m/s R15 ) 15 m/s Dispositifs en opt on: b) Durée d'immobilisation de lteolienne en heures. Deux limites sont reglées manuellement entre 0 et 9 m/seconde en dix paliers: Vd - vitesse du vent suffisant au démarrage de l'éolienne (5 m/sec.) v a - vitesse du vent en-dessous de laquelle l'éolienne s'arrête (3 m/sec.) Le registre R intègre les périodes de 36 secondes pendant lesquelles la a vitesse du vent est tombée en-dessous de v et n'est pas remontée en-dessus de a Vd, c'est-à-dire la durée d'immobilisation de l'éolienne. Selon le réglage, ce registre peut indiquer la duree en heures pendant laquelle une puissance minimum ne peut être fournie par l'éolienne, au lieu de la durée d'immobilisation de celle-ci. c) Durée en heures de la plus longue période d'immobilisation de l'eolien- ne ou de la fourniture d'une puissance inférieure à la puissance minimum. d) Affichage analogique de la valeur instantanée de v. Revendications: o 1 -Appareillage d'enregistrement des temps durant lesquels une source d'énergie est disponible avec une puissance donnée pendant une periode determinée, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif de mesure de la vitesse instantanée de la source d'énergie et un enregistreur composé d'une base de temps, d'une mise en forme des signaux fournis par le dispositif, d'une sélection adresse mémoire, d'une memoire, d'une sélection manuelle du registre pour l'affichage, d'un additionneur, d'un multiplexage, d'une commande affichage, d'un affichage et d'une remise à zéro. 20-Appareillage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la base de temps est constituée par un oscillateur à quartz et par une chaîne de diviseurs. 30-Appareillage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la mise en forme transforme la tension sinusoidale fournie par le dispositif en signaux carrés. 4 -Appareillage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la sélection adresse mémoire effectue le comptage des impulsions reçues du dispositif et selectionne le registre des vitesses dans lequel une unité de temps doit être additionnée. 50-Appareillage suivant la revendication 1, caractérise par le fait que la mémoire est divisée en une serie de registres à plusieurs décades. 60-Appareillage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la remise à zéro est munie d'un dispositif de sécurité empêchant toute fausse manipulation.