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Les parcs éoliens, mesurés de la ressource au rotor.

Un parc éolien se décide sur le vent mesuré et se juge sur la performance mesurée. Avant la construction, mâts et lidar établissent le gisement pour le financement ; en exploitation, les turbines rendent compte de leur propre état pendant que des capteurs indépendants vérifient la performance, l’état, le givrage, la foudre et la faune. Un seul réseau d’observation porte le projet du premier mât à la vingtième année.

Industrie

Énergie

Mesures

5

Sources citées

3

1. Énergie · Parcs éoliens

   Financé sur le vent, jugé sur la performance

   Un parc éolien est financé sur le vent qu’il attend et jugé sur l’électricité qu’il livre, pendant vingt ans ou plus. Entre ces deux chiffres se trouvent des turbines qui s’usent, de la glace qui se forme, la foudre qui frappe et une faune que les autorisations protègent. L’observation garde chacun d’eux mesuré et au registre.

2. Ce qui est mesuré

   Vent, rotor, glace et faune

   Mâts de mesure et lidars au sol mesurent la vitesse, la direction et la turbulence du vent ; des capteurs dans la nacelle suivent les vibrations et la température de la chaîne cinématique ; des capteurs de givrage et de foudre enregistrent les événements ; radar faune et détecteurs acoustiques enregistrent l’activité là où l’autorisation le demande. L’alimentation vient des turbines elles-mêmes.

   Instruments

   Met masts · Lidar · Drivetrain sensors · Icing · Lightning · Wildlife radar

3. Le nœud de base

   Des passerelles dans la nacelle, un nœud au poste

   Des passerelles industrielles lisent les capteurs de vent et de chaîne cinématique en Modbus ; lidar et radar faune se connectent en Ethernet. Le nœud du poste signe chaque valeur, calcule la performance au regard du vent mesuré et les tendances d’état, et conserve le registre pendant les coupures de la liaison extérieure du parc.

4. Radio et liaisons

   La fibre le long du réseau inter-éoliennes

   La fibre du réseau inter-éoliennes atteint chaque turbine et transporte les données d’observation à côté du SCADA. Un réseau privé dessert mâts, radar, caméras et équipes, le satellite dessert les mâts d’avant construction, et le cellulaire les premiers mâts là où il arrive. Chaque chemin est choisi à partir du relevé.

   Liaisons

   Fibre · LTE privé · Satellite · Réseau mobile public

5. Comment ça marche

   D’un anémomètre à un rapport de performance

   Un anémomètre à coupelles ou à ultrasons transmet via sa passerelle, le lidar transmet directement, et le nœud du poste combine les deux avec la production des turbines, signe le résultat et le stocke. À chaque période d’essai, la performance est calculée au regard du vent mesuré selon des méthodes internationales et communiquée au propriétaire.

6. De la commande à l’exploitation · Commande

   Cadrer le gisement ou le parc

   Pour un projet, le cadrage couvre la mesure du gisement selon le niveau qu’attendent les prêteurs ; pour un parc en exploitation, la surveillance de la performance, de l’état, du givrage et de la faune. Nexus Observatory Inc. remet le plan de mesure, l’approche radio, les rapports et un prix par mât, par turbine et par parc.

   Planifier un déploiement

7. De la commande à l’exploitation · Relevé

   Relever le site avec l’ingénieur éolien

   Les équipes visitent les positions candidates de mât et de lidar ou le parc en exploitation avec l’ingénieur éolien du propriétaire. Elles vérifient le relief et les obstacles, les pistes d’accès, la couverture, le SCADA des turbines et les systèmes de surveillance d’état existants, et consignent chaque position avec coordonnées et photos. Les lignes de vue du radar faune et la couverture de la radio privée sont vérifiées sur tout le site.

8. De la commande à l’exploitation · Autorisations

   Mâts, aviation et faune

   Les mâts nécessitent une autorisation d’urbanisme et souvent un balisage aéronautique ; le suivi de la faune suit les conditions de l’autorisation. L’accès aux turbines suit les règles de sécurité de l’exploitant pour le travail en hauteur, et l’intégration avec le SCADA des turbines est convenue avec l’équipe de service du turbinier. Chaque autorisation et condition est conservée avec le mât ou la turbine concernés.

9. De la commande à l’exploitation · Fabrication

   Construire les mâts et les kits de nacelle

   Stations de mesure, abris de lidar, kits de capteurs de nacelle, passerelles et nœud du poste sont assemblés et testés, chacun enrôlé avec son identité et le mât ou la turbine qu’il dessert. Les certificats d’étalonnage des capteurs de vent sont conservés avec chaque instrument. Les kits de nacelle sont préparés par modèle de turbine, pour que l’installation s’insère dans la visite de maintenance.

   Ouvrir le configurateur de stations

10. De la commande à l’exploitation · Installation

    Installer les mâts, puis les turbines

    Mâts et lidars sont installés et mis de niveau d’abord, puis les capteurs dans les nacelles lors de la maintenance programmée, le radar faune là où il est exigé et le nœud du poste. Chaque position est vérifiée par rapport au plan et photographiée. Lidars et mâts sont placés là où l’exige le plan de mesure, hors des sillages des turbines quand la méthode le demande. Chaque position est levée, pour que les analyses ultérieures utilisent les bonnes coordonnées.

11. De la commande à l’exploitation · Mise en service

    Mettre en service par rapport aux références

    Chaque nœud prouve son identité ; les capteurs de vent sont vérifiés par rapport à leurs étalonnages et, là où c’est prévu, le lidar par rapport à un mât. Les capteurs d’état sont comparés aux mesures propres de la turbine, et les alertes sont testées de la nacelle à la console. Les résultats sont signés dans le registre du parc avant le début de l’exploitation.

12. De la commande à l’exploitation · Exploitation

    Performance, état et conditions

    La console montre la performance de chaque turbine face au vent mesuré, les tendances d’état, les événements de givrage et de foudre et l’activité de la faune. Les alertes arrivent avec leurs données, et des rapports de performance sont produits pour les propriétaires et les ingénieurs des prêteurs. Chaque alerte, bridage et réponse est consigné pour la turbine concernée, pour que des tendances puissent être repérées sur tout le parc.

13. De la commande à l’exploitation · Maintenance

    Vingt ans de données cohérentes

    Les capteurs de vent sont réétalonnés ou échangés selon le calendrier, le lidar est entretenu, les kits de nacelle sont vérifiés pendant la maintenance et les logiciels évoluent par vagues. Le registre du parc reste cohérent sur des décennies, si bien que la performance peut être comparée d’une année à l’autre. Les échanges de capteurs se chevauchent quand la méthode l’exige, pour que la série reste continue.

    Réserver des services sur le terrain

14. Produits de données

    Pour les développeurs, les propriétaires et les prêteurs

    Développeurs et ingénieurs des prêteurs reçoivent les rapports de gisement ; propriétaires et gestionnaires d’actifs voient la performance ; les équipes de maintenance reçoivent les alertes d’état ; exploitants et assureurs reçoivent les registres de givrage et de foudre ; les autorités qui délivrent les autorisations reçoivent les registres de faune. Chaque produit repose sur les mêmes mesures étalonnées et signées.

    Voir les produits de données

15. Preuves

    Des mesures que les prêteurs acceptent

    Certificats d’étalonnage, validation du lidar par rapport aux mâts, chaque alerte et chaque rapport sont conservés comme registres signés. Les mesures de gisement et de performance suivent les méthodes internationales de l’énergie éolienne, et les données des turbines suivent la norme de communication des centrales éoliennes, pour que des ingénieurs indépendants puissent vérifier les résultats.

    Référentiels

    IEC 61400-12-1 · IEC 61400-25 · ISO 20816

16. Ce que vous obtenez

    Détection en tant que service

    Des réseaux d’observation conçus, installés, exploités et entretenus moyennant des frais mensuels : stations météorologiques, hydrométéorologiques, de qualité de l’air, sismiques et environnementales, avec données livrées sous licence. Fourni sous forme de service géré et licence de données, pour agencies, utilities, municipalities, insurers, agribusiness. Scale: Global, multi-site, per-site pricing.

    Parler aux ventes

17. Étape suivante

    Planifier avec nous : parcs éoliens

    Tell us the site, the measurements and the rules it answers to. We reply with a survey proposal, a design and a scope for wind farms. An engineer replies with a survey proposal and a scope, and the plan grows from one site to the network you need, at your pace.

    Planifier un déploiementOuvrir le configurateur de stationsOuvrir le Studio

01Le lieu et ses dangers

Où il fonctionne, et ce qui peut mal tourner.

Operating contextOnshore wind farms place tens of turbines across ridges and plains, joined by a collector network to a substation. Resource assessment uses met masts and ground-based lidar to support financing, and power performance is tested against international methods. In operation, turbine controllers report to SCADA, while condition monitoring, ice detection and wildlife monitoring are required by owners, insurers or permits.

Dangers

• Défaillances de multiplicateurs, de roulements et de pales
• Accrétion et projection de glace
• Impacts de foudre sur les pales
• Risque de collision pour les oiseaux et les chauves-souris
• Sous-performance par rapport au productible financé

02Ce qu’il faut mesurer

Quoi, où, à quelle fréquence, et selon quelles règles.

Chaque mesure indique où elle est prise, à quelle fréquence, et la norme ou la réglementation publique qui la fonde. Les numéros de la colonne des sources ouvrent la source citée plus bas.

03La pile d’observation

D’un module de base à un réseau.

Les mêmes briques à chaque échelle : des instruments et un nœud de base, un site avec sa radio, une flotte exploitée comme un tout, et un réseau fédéré sur le protocole ouvert.

1. 01

   Unité de base

   Une station de mât ou de nacelle : capteurs de vent, de givrage et de vibrations lus via une passerelle industrielle, et un nœud qui signe et conserve chaque valeur.

   Build a station →
2. 02

   Site

   Un parc éolien : mâts de mesure ou lidar, surveillance d’état sur les turbines, radar faune là où il est exigé, reliés au poste par la fibre du réseau inter-éoliennes.

   Plan a site →
3. 03

   Parc

   Tous les parcs d’un propriétaire gérés comme un seul parc, avec un seul registre de performance et d’état.

   Managed offers →
4. 04

   Réseau

   Propriétaires, ingénieurs des prêteurs, exploitants et gestionnaires de réseau lisent des registres fédérés, chacun avec l’accès que lui donne son rôle.

   The open protocol →

• 01Scanner lidar
• 02Station météo compacte
• 03Moniteur de vibrations et d’état
• 04Radar de surveillance (FMCW)
• 05Passerelle OT (OPC UA, Modbus)
• 06Nœud de périphérie (Wedge)
• 07Terminal fibre
• 08Champ solaire
• 09Pylône à treillis

Radio et liaisons

Fibre

La fibre du réseau inter-éoliennes atteint chaque turbine et le poste, et transporte les données d’observation à côté du SCADA des turbines.

Radio et liaisons

LTE privé

Un réseau privé sur tout le parc dessert mâts de mesure, radar faune, caméras et équipes sans tranchée.

Radio et liaisons

Satellite

Les mâts qui mesurent le gisement avant la construction n’ont généralement pas de réseau ; le satellite transporte leurs données.

Radio et liaisons

Réseau mobile public

Là où la couverture existe, des modems cellulaires desservent les premiers mâts de mesure à faible coût.

Edge computeAn edge node at the substation computes performance against measured wind, flags condition trends and icing and keeps the farm’s record during any outage.

PowerMet masts and lidar run on solar and batteries before the farm is built; afterwards stations take power from the collector network with battery backup.

04Comment ça marche

De l’instrument au produit.

Le parcours d’une observation, niveau par niveau, avec l’interface de chaque liaison et une nomenclature en dessous ; puis comment ce nœud devient un site, une flotte et des réseaux fédérés.

05De la commande à l’exploitation

Chaque étape, du premier appel à un site en service.

La même équipe et le même dossier portent le travail, du cadrage à la maintenance.

1. 01 Order

   Cadrer le gisement ou le parc

   Pour un projet, le cadrage couvre la mesure du gisement selon le niveau qu’attendent les prêteurs ; pour un parc en exploitation, la surveillance de la performance, de l’état, du givrage et de la faune. Nexus Observatory Inc. remet le plan de mesure, l’approche radio, les rapports et un prix par mât, par turbine et par parc. 1

2. 02 Survey

   Relever le site avec l’ingénieur éolien

   Les équipes visitent les positions candidates de mât et de lidar ou le parc en exploitation avec l’ingénieur éolien du propriétaire. Elles vérifient le relief et les obstacles, les pistes d’accès, la couverture, le SCADA des turbines et les systèmes de surveillance d’état existants, et consignent chaque position avec coordonnées et photos. Les lignes de vue du radar faune et la couverture de la radio privée sont vérifiées sur tout le site.

3. 03 Permits

   Mâts, aviation et faune

   Les mâts nécessitent une autorisation d’urbanisme et souvent un balisage aéronautique ; le suivi de la faune suit les conditions de l’autorisation. L’accès aux turbines suit les règles de sécurité de l’exploitant pour le travail en hauteur, et l’intégration avec le SCADA des turbines est convenue avec l’équipe de service du turbinier. Chaque autorisation et condition est conservée avec le mât ou la turbine concernés.

4. 04 Build

   Construire les mâts et les kits de nacelle

   Stations de mesure, abris de lidar, kits de capteurs de nacelle, passerelles et nœud du poste sont assemblés et testés, chacun enrôlé avec son identité et le mât ou la turbine qu’il dessert. Les certificats d’étalonnage des capteurs de vent sont conservés avec chaque instrument. Les kits de nacelle sont préparés par modèle de turbine, pour que l’installation s’insère dans la visite de maintenance.

5. 05 Install

   Installer les mâts, puis les turbines

   Mâts et lidars sont installés et mis de niveau d’abord, puis les capteurs dans les nacelles lors de la maintenance programmée, le radar faune là où il est exigé et le nœud du poste. Chaque position est vérifiée par rapport au plan et photographiée. Lidars et mâts sont placés là où l’exige le plan de mesure, hors des sillages des turbines quand la méthode le demande. Chaque position est levée, pour que les analyses ultérieures utilisent les bonnes coordonnées.

6. 06 Commission

   Mettre en service par rapport aux références

   Chaque nœud prouve son identité ; les capteurs de vent sont vérifiés par rapport à leurs étalonnages et, là où c’est prévu, le lidar par rapport à un mât. Les capteurs d’état sont comparés aux mesures propres de la turbine, et les alertes sont testées de la nacelle à la console. Les résultats sont signés dans le registre du parc avant le début de l’exploitation.

7. 07 Operate

   Performance, état et conditions

   La console montre la performance de chaque turbine face au vent mesuré, les tendances d’état, les événements de givrage et de foudre et l’activité de la faune. Les alertes arrivent avec leurs données, et des rapports de performance sont produits pour les propriétaires et les ingénieurs des prêteurs. Chaque alerte, bridage et réponse est consigné pour la turbine concernée, pour que des tendances puissent être repérées sur tout le parc.

8. 08 Maintain

   Vingt ans de données cohérentes

   Les capteurs de vent sont réétalonnés ou échangés selon le calendrier, le lidar est entretenu, les kits de nacelle sont vérifiés pendant la maintenance et les logiciels évoluent par vagues. Le registre du parc reste cohérent sur des décennies, si bien que la performance peut être comparée d’une année à l’autre. Les échanges de capteurs se chevauchent quand la méthode l’exige, pour que la série reste continue.

06Produits de données et intégration

Ce qu’il fournit, à qui, et dans quels systèmes.

Produits de données

• Rapports de gisement pour le financementDéveloppeurs et ingénieurs des prêteurs
• Performance de puissance face au vent mesuréPropriétaires, gestionnaires d’actifs et prêteurs
• Alertes d’état avec tendancesÉquipes de maintenance et prestataires de service des turbines
• Registres des événements de givrage et de foudreExploitants, assureurs et responsables sécurité
• Registres de suivi de la fauneResponsables environnement et autorités qui délivrent les autorisations

Intégration

• SCADA des turbinesLes données des turbines sont lues via les interfaces SCADA du parc, y compris IEC 61400-25 quand elle est disponible.
• Gestion des actifsLes alertes d’état et les résultats de performance alimentent le système de gestion des actifs du propriétaire.
• Gestionnaire de réseauLe vent mesuré et la disponibilité étayent les prévisions que le parc fournit au gestionnaire de réseau.

Exchanged through IEC 61400-25, OPC UA (IEC 62541), OGC SensorThings API.

07Questions des acheteurs

Avant de cadrer votre projet.

Un lidar peut-il remplacer un mât de mesure ?

Pour de nombreux usages, le lidar au sol est accepté lorsqu’il est validé par rapport à un mât ou par des méthodes reconnues ; le plan indique quelle approche les prêteurs accepteront pour votre projet.

Cela remplace-t-il le SCADA des turbines ?

Non. Il lit le SCADA des turbines et ajoute à côté des mesures indépendantes.

Le suivi de la faune peut-il brider automatiquement les turbines ?

Les détections peuvent être proposées au système de contrôle des turbines, mais les règles de bridage sont fixées par l’autorisation et l’exploitant.

À qui appartiennent les données de vent mesurées ?

Au propriétaire du projet. Les données sont partagées avec les prêteurs et d’autres selon la licence du propriétaire.

08Ressources

Les sources de cette page.

Normes, réglementations et lignes directrices publiques, citées là où elles s’appliquent. Chacune ne s’applique que dans sa juridiction ou son champ.

1. 1IEC 61400-12-1: Wind energy generation systems, power performance measurementsInternational Electrotechnical Commission
2. 2Guide to Instruments and Methods of Observation (WMO-No. 8)World Meteorological Organization
3. 3ISO 20816: Mechanical vibration, measurement and evaluation of machine vibrationInternational Organization for Standardization

09Voir aussi

Cas d’usage et solutions.

10Énergie : domaines spécialisés

Les autres domaines de cette industrie.

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