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Méthodes de prise de force Le système de prise de force (PDF) sera généralement différent selon le type de système hydrodynamique, en fonction de la forme intermédiaire d'énergie produite (air comprimé, liquide sous pression, mouvement mécanique ou réservoir surélevé d'eau de mer). Nous aborderons ici certaines utilisations des PDF dans divers convertisseurs d’énergie houlomotrice. Le système de déversement est l'un des systèmes hydrodynamiques les plus simples, mais il pose de sérieux problèmes pour la PDF, comme : |
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Une très faible charge hydraulique de l'eau de mer dans le réservoir | |
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Une grande variation de la charge de 4 m à moins de 1 m | |
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La présence de débris et d’algues dans le réservoir | |
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Les difficultés pour effectuer l’entretien en mer exigent une grande fiabilité. |
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Il existe heureusement une grande expérience en hydrogénation avec des turbines fonctionnant avec des charges hydrauliques d’à peine un mètre. La turbine Kaplan est largement utilisée et fonctionne de manière fiable dans les centrales marémotrices. L'image ci-dessous montre un rotor de turbine Kaplan. Malheureusement, l'efficacité de la turbine Kaplan chute considérablement lorsque la charge hydraulique est faible, à moins qu’elle soit équipée d’aubes à pas variable sur la roue et le guide. Ceci rend la turbine plus complexe et moins fiable sur le plan mécanique. Parallèlement, une turbine à pas fixe peut demeurer efficace en changeant de vitesse à différentes charges hydrauliques. Il faut alors une génératrice à vitesse/fréquence variable qui nécessite à son tour un onduleur pour faire passer la fréquence variable à 60 Hz afin de pouvoir se raccorder au réseau. C’est ainsi que la conception d’apparence simple d’un système hydrodynamique peut nécessiter une PDF complexe. Rotor de turbine Kaplan. Photo: Ser. Ge. M. A. srl Le dispositif à colonne d'eau oscillante est aussi de conception assez simple. Cependant, l'énergie intermédiaire qu’il produit (air comprimé) n'est pas unidirectionnelle, mais inverse la pression en fonction de la fréquence des vagues. Une turbine à air ordinaire changerait de sens de rotation avec l’inversion de la pression et du flux d'air. La turbine Wells, illustrée dans l’image ci-dessous, est spécialement conçue pour conserver le même sens de rotation quand le flux d'air s’inverse. Les pales du rotor ne sont pas inclinées dans le sens de rotation comme dans les autres turbines. L’air circulant dans les deux sens transfère l’énergie aux pales du rotor. La turbine ne démarre pas automatiquement, mais doit être raccordée à un moteur/génératrice pour pouvoir fonctionner. S’il n'y a pas de circulation d’air à l’endroit du rotor, le moteur/génératrice fait office de moteur et entraîne le rotor. Le moteur/génératrice commence à produire de l'électricité dès que l'air circule au niveau du rotor, peu importe le sens.  Turbine Wells Photo: Wave Energy Research Team. Limerick University Le mouvement mécanique du dispositif Archimedes Wave Swing est typique d'un certain nombre de systèmes hydrodynamiques. La génératrice linéaire, illustrée ci-dessous, est conçue pour utiliser directement ce mouvement. Le stator qui contient l’enroulement d’induit est fixe, tandis que le translateur qui contient les aimants permanents se déplace. Le mouvement du translateur crée un courant variable dans l'induit qui est relié à la charge. La génératrice linéaire est tout à fait comparable à une génératrice rotative à aimant permanent.  Génératrice linéaire. Un fluide à haute pression peut être une autre forme d'énergie intermédiaire produite par un système d'hydrodynamique. Le fluide sous pression peut être de l'eau de mer, comme dans le dispositif AquaBuoy, ou un liquide ou de l’huile hydraulique, comme dans le dispositif Pelamis. L'eau de mer est plus facile à gérer dans un environnement marin, car elle est inoffensive pour l'environnement. L'eau de mer peut être utilisée dans un système ouvert et rejetée après avoir fait fonctionner une turbogénératrice. Elle permet également de centraliser des installations PDF sur le rivage et de les alimenter par une tuyauterie flexible à haute pression à partir de WEC regroupés en mer.Dans le dispositif Pelamis, le fluide hydraulique provenant des réservoirs accumulateurs à haute pression dans chacun des joints articulés est acheminé à un gros moteur hydraulique. Les moteurs hydrauliques dans les joints entraînent des génératrices électriques, et l'électricité de tous les joints est envoyée dans un unique câble sous-marin jusqu’à un point de jonction sur le lit marin. Plusieurs dispositifs peuvent être raccordés entre eux et reliés au rivage par le biais d’un unique câble sous-marin. Le dispositif Pelamis utilise des composants hydrauliques disponibles dans le commerce. . |
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| Joint articulé du Pelamis Photo: Pelamis Wave Power |
Vue interne d’un joint du Pelamis. Photo: Pelamis Wave Power |
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