Brevet FR2507326A1 — publié le 19821210

COHPTEUR D'ENERGIE EOLIENNE. L'invention est un dispositif de comptage de l'énergie éolienne par unité de surface et par unité de temps. Il est utilisable sur le site de l'implantation d'une éolienne pour connaitre les caractéristiques de l'énergie qui sera produite lors de l'utilisation de l'éolienne. On connais les anémomètres qui indiquent la vitesse du vent, soit sur un cadran gradué, soit par affichage décimal. Certains de ces anémomètres comportent un dispositif enregistreur sur bande qui permet d'examiner les différentes valeurs de la vitesse du vent. Mais ces appareils ne permettent pas d'obtenir de façon rapide et simple l'énergie disponible par unité de temps La présente invention permet d'éviter ces inconvénients. I1 est possible de lire directement sur l'appareil, l'énergie en KW par unité de temps, par unité de surface d'éolienne. La présente invention sera mieux expliquée par la description ci-après, donnée à titre non-limitatif avec références aux dessins ci-annexés, parmi lesquels : Figure nO I : Synoptique général de l'appareil qui comprer - Un capteur (repère 5) réalisé par une dynamo tachvmétriq - Un dispositif de mise à niveau du signal par ampli opérationnel (repère I), - Un circuit d'élévation au cube (repère 2); - Un sommation (repère 3), - Un affichage (repère 4) constitué par des afficheurs à cristaux liquides, diode électroluminescente, affichage fluorescent, etc... La figure 2 représente un dispositif électronique établis- sant par incrément, la courbe de, la figure 4. Le dispositif assure en outre, les fonctions repère 2 et 3 de la figure I. I1 est constitué des éléments suivants : Un circuit repère 6 comportant une série de comparateurs qui établissent un état basse impédance sur la masse lorsque le signal d'entrée, repère I, est voisin du signal de consigne. Le circuit peut autre un LM 39I4 par exemple. Le signal de consigne est établi pour chaque comparateur à l'intérieur mtme du BM39I4. Chaque sortie est suivie d'un étage optocoupleur pour assurer la séparation galvanique. La série des sorties optocoupleur est connectée par des résistances ajustables et fixes, repère 7 et 8. Le réglage des ajustables est prévu pour suivre la courbe de la figure 4 en sortie temporisation, repère 9. Chaque échelon de la courbe correspond à un délai du temporisateur, ce délai est long pour la base de la courbe, et court pour la partie haute. L'équation de la courbe est E - EV3 avec K = 0,37 pour l'affichage de l'énergie avec une éolienne de rendement I. La somme des ordonnées donne l'énergie éolienne. On peut soit utiliser l'affichage au rendement I, soit choisir un coefficient correspondant au rendement d'un type précis d'éolienne. Le circuit de temporisation est constitué par un 555 ou un XR 2240 ou équivalent. Une variante de l'invention consiste dans le cas d'un circuit type XR 2240 intégrant des diviseurs en sortie, de commander par la programmation des diviseurs via les optocoupleurs du circuit, repère 6. Les signaux en forme de crénsux obtenus en sortie de temporisateur sont dirigés, un optocoupleur qui commande une calculette grand publie (touche de facteur constant). Une autre variante consiste à brancher une calculette sans touche de facteur constant et à connecter le signal issu du temporisateur sur la touche " plus " et créer à l'aide d'un second temporisateur un crénau décalé de quelques dixièmes de seconde du premier, et activant la touche numérique " Un ". De cette manière, on obtient la sommation et l'affichage de l'énergie du vent par un agencement simple et économique des composants non prévus pour cette utilisation originale. La figure 4 représente la courbe de la puissance d'une -éolienne (en ordonnée) par rapport à la vitesse du vent (en abc I1 faut respecter une ordonnée nulle sur la longueur n a n corl pondant au vent minimum pour la mise en rotation de l'éolienne. En pratique, on prend deux mètres à la seconde, ce qui néanmoir est proche de la vitesse qui provoque l'enclanchement du régule teur de l'alternateur de l'éolienne. Naturellement, suivant le type d'éolienne, cette vitesse limite inférieure peut autre modi On remarque l'ordonnée A b n qui correspond à une droit horizontale signifiant que l'alternateur de l'éolienne est satu et que les systèmes de régulation et limitation de l'éolienne sont activés. Pour les éoliennes classiques et domestiques, cet limite se situe à environ une vingtaine de mètres à la seconde. La différence entre 2 et 20 est divisée en une dixaine environ valeurs qui servent à reconstituer la caractéristique de puissa de l'éolienne Si le circuit, repère 6, a des échelons de sortie de comparateur linéaire, l'étalonnage sera très précis dans la zon des basses vitesses et moins dans la zone- des hautes vitesses. On peut pour accroître la précision, prendre un circuit, repère dont les échelons de sortie soient sur une échelle logarithmiqu La figure 3 représente une autre variante de l'inventio composée d'un capteur, repère IO. Une autre forme d'élément tournant été dessiné sur cette figure pour illustrer une va- riante, de même qu'il est compris dans la présente invention d variantes avec système statique de l'élément capteur. L'élément solidaire de l'axe du dispositif, repère IO, est un générateur d'impulsion qui est soit du type optoélectronique avec mise en forme du signal en créneau, soit du type magnétique, indicatif capacitif. Ces impulsions sont conduites au circuit, repère Il, qui est un comparateur. Sa fonction est de comparer le nombre d'impulsions lui parvenant par unité de temps avec des valeurs contenues dans une mémoire (repère I2). Â chaque nombre d'impulsions par unité de temps, correspondant dans la mémoire suivant la courbe, repère 4, une valeur qui est ensuite sommée. La somme représente l'énergie éolienne, elle est figurée sur l'afficheur, repère 4. I1 est à noter que dans le cas où l'on utilise comme comparateur un microprocesseur, le comparateur et le sommateur sont réunis dans le meme bottier microprocesseur. Le dispositif est prévu pour mesurer l'énergie du vent en vue d'applications éoliennes. I1 est possible de l'utiliser pour d'autres fluides que l'air. RVEND I CATI ON S 1 ) Compteur d'éncrgie du vent comprenant un capteur anémométrique (5: un affichage (4) et un dispositif (2) et (3), qui a partir d'un signal fonction de la vitesse indique l'énergie et la somme des énergies caractérisées par la structure a comparateur (2) ou (11) dont la consigne est réglable du dispositif de transformation. 2 ) Dispositif selon la revendication I caractérise par un réglage de consigne (a) et (b) par potentiometre ou comparateur correspondant au vent utile minimum et maximum. 3 .) Dispositif selon la revendication I caractérisé par la distribution des incréments f v fig 4) sur une courbe du 3e-e degré. 4 ) Dispositif selon la revendication I caractérisé par un temporisateur (9) dont la commande est effectuée a partir des résistances ajustables du circuit (2), representant des incréments de temporisation. 5 ) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le système de sommation (3) réalisé par impulsion temporisée qui commande les touches I ou I et + d'une calculette.