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Title:
DEVICE AND METHOD FOR PROTECTING A WIND GENERATOR IN THE EVENT OF VIOLENT WINDS AND WIND GENERATOR PROVIDED WITH SUCH A DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/083886
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device making it possible considerably and remotely to reduce the diameter of the rotor of the wind generator (1). This invention is characterized by a connecting piece (5) connecting the blade (6) to the hub (4) of the wind generator (1), the central axes (B1 - B2) of the respective ends (5.1 - 5.2) of which components form a certain angle (α), the end (5.1) is able to rotate about its central axis (B1) causing the blade (6) to pivot and once the blade has pivoted it is inclined toward the nacelle (3). When the blade (6) is inclined in this way, the connecting piece (5) and the rotor are immobilized, forming the position in which the wind generator (1) is protected. The device according to the invention is intended to allow optimum and safe operation of the wind generators in regions subjected to violent winds.

Inventors:
CUZENARD PASCAL (FR)
Application Number:
PCT/FR2012/000504
Publication Date:
June 13, 2013
Filing Date:
December 06, 2012
Export Citation:
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Assignee:
CUZENARD PASCAL (FR)
International Classes:
F03D1/06; F03D7/02
Foreign References:
US20100301607A12010-12-02
US6972498B22005-12-06
US7632070B22009-12-15
US20100310374A12010-12-09
CA2696822A12011-09-22
US7071578B12006-07-04
US20060045743A12006-03-02
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Claims:
REVENDICATIONS

1) Dispositif de protection d'une éolienne (1) en cas d'événement de vents violents caractérisé en ce qu'il comprend une pièce de liaison (5) d'une pale (6) d'éolienne (1) au moyeu (4) de ladite éolienne (1) qui comporte une ou plusieurs pale(s) (6) et autant de pièces de liaison (5) que de pales (6), les deux extrémités (5.1-5.2) de ladite pièce de liaison (5), l'une liée au moyeu (4) et l'autre liée à la pale (6), sont caractérisées par le fait que leur axe central respectif (B1-B2) forme un certain angle (a) non nul l'un (Bl) par rapport à l'autre (B2), la pièce de liaison (5) est apte à être liée au moyeu (4) par l'intermédiaire d'un mécanisme d'entraînement de façon à ce que ladite pièce de liaison (5) soit rotative autour de l'axe central (Bl) de son extrémité (5.1) liée audit moyeu (4), l'actionnement de ce mécanisme d'entraînement entraîne le basculement selon un certain angle (β) de la pale (6) qui est apte à être liée à l'autre extrémité (5.2) de la pièce de liaison (5) par l'intermédiaire d'un mécanisme de calage de pas variable, lorsque ladite pale (6) est basculée celle-ci se retrouve inclinée selon ledit certain angle (β) dans la direction de la nacelle (3), en position de sécurité (6.2) ou inversement en position opérationnelle (6.1), la pièce de liaison (5) est apte à être bloquée par accouplement rigide au moyeu (4) par des organes de blocage (25), le système de transmission de puissance de ladite éolienne (1) est également apte à être bloqué rigidement par des organes de blocage (14) bloquant la rotation du rotor, ainsi, l'opération étant réalisée sur toutes les pièces de liaison (5), les pales (6) inclinées dans la direction de la nacelle (3), les pièces de liaison (5) bloquées rigidement au moyeu (4) et la rotation du rotor bloquée forment la position de protection de ladite éolienne (1) commandable à distance en cas d'événement de vents violents.

2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites deux extrémités (5.1-5.2) de la pièce de liaison (5) sont des brides de liaison circulaires reliées par un tube creux dont les parois faisant face auxdites extrémités (5.1-5.2) sont partiellement supprimées et reliées par des barres de renfort (28), ladite extrémité (5.1) de la pièce de liaison (5) liée au moyeu (4) est à une certaine distance (b) de l'axe central (B2) de l'autre extrémité (5.2) de ladite pièce de liaison (5) liée à la pale (6), ladite autre extrémité (5.2) de la pièce de liaison (5) liée à la pale (6) est à une certaine distance (a) de l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5) liée au moyeu (4), lesdites pièces de liaison (5) sont liées au moyeu (4) à équidistance les unes par rapport aux autres dans le cas dudit rotor comportant plusieurs pales (6), et dans la direction circonférencielle dudit moyeu (4), l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5) liée audit moyeu (4) s'étend dans une direction radiale par rapport à l'axe de rotation dudit moyeu (A).

3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite position opérationnelle (6.1 ) de ladite pale (6) correspond dans la présente invention à la position de ladite pale (6) permettant à ladite éolienne (1) de produire de l'électricité, l'orientation de ladite extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5) liée au dit moyeu (4) dans ladite position opérationnelle (6.1) de ladite pale (6) est déterminée de façon à obtenir la plus grande surface balayée par ledit rotor sans que ladite pale (6) qui est liée à ladite autre extrémité (5.2) de ladite pièce de liaison (5) ne risque de percuter ledit mât-support (2) de ladite éolienne (1) du fait de sa déflection lors de la rotation dudit rotor à pale(s).

4) Éolienne (1) caractérisée par le fait qu'elle est pourvue d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.

5) Éolienne (1) selon la revendication précédente caractérisée en ce que des capteurs (7) sont disposés à des endroits stratégiques de ladite éolienne (1), lesdits capteurs (7) sont aptes à résister à des événements de vents violents, et permettent de mesurer la vitesse ou la vitesse et la direction du vent, lesdits capteurs (7) transmettent les informations recueillies sous la forme la plus appropriée au dispositif de contrôle-commande (30) de ladite éolienne qui définit puis met en oeuvre l'angle de calage de pas approprié de la ou des pale(s) (6), ainsi que l'orientation appropriée de ladite nacelle (3) par rapport à la direction du vent lors d'événements de vents violents, ledit dispositif de contrôle-commande (30) de ladite éolienne est apte à être commandé à distance, depuis le centre d'exploitation (31) de l'éolienne (1), pour recevoir puis actionner les commandes (30.1 - 30.2 - 30.3 - 30.6 - 30.7) nécessaires au fonctionnement dudit dispositif de protection de ladite éolienne, ledit dispositif de contrôle-commande (30) de ladite éolienne (1) est également apte à transmettre à distance les informations relatives aux paramètres de fonctionnement dudit dispositif de protection (30.5) de ladite éolienne (1) ainsi que les informations relatives aux paramètres de fonctionnement (30.4) de ladite éolienne (1).

6) Procédé de protection d'une éolienne (1) en cas d'événement de vents violents caractérisé en ce qu'il comprend les phases consistant à : - Choisir et dimensionner les pièces, systèmes, processus, mécanismes, circuits, interfaces du dispositif de protection de l'éolienne (1);

- Prendre en compte dans les dispositions conceptuelles de l'éolienne (1) l'impact des caractéristiques du dispositif de protection de l'éolienne (1), ainsi que les chargements et cas de chargements induits par l'installation et le fonctionnement du dispositif de protection de l'éolienne (1) sur l'éolienne (1);

- Obtenir les informations météorologiques relatives à la formation et au déplacement de phénomènes de vents violents auprès d'un centre météorologique régional spécialisé;

- Lorsque la probabilité d'occurrence d'un événement de vents violents est avérée, prendre la décision d'actionner le dispositif de protection de l'éolienne (1) de façon à ce que la vitesse du vent sur le site où est implantée l'éolienne (1) soit dans la plage de celle qui permet l'actionnement du dispositif de protection de l'éolienne (1).

L'ensemble des opérations relatives au fonctionnement du dispositif de protection de l'éolienne (1) comme présenté ci-dessous est réalisé automatiquement et à distance depuis le centre d'exploitation de l'éolienne (31) par l'envoi, par des moyens de communication choisis, d'une commande de mise en position de protection (30.1) ou de mise en position d'état opérationnel (30.2) ou encore de démarrage de l'éolienne (30.3), au dispositif de contrôle-commande (30) pré-programmé à cet effet de l'éolienne (1).

7) Procédé de protection d'une éolienne (1) selon la revendication précédente caractérisé par la séquence suivante présentée ici, qui concerne une éolienne (1) comportant 3 pales (6) liées respectivement à trois pièces de liaison (5) liées à équidistance les unes des autres au moyeu (4), dans la direction circonférencielle dudit moyeu (4), et est à adapter selon le nombre de pales (6) de l'éolienne (1). À partir de la position d'état opérationnel de l'éolienne (1), caractérisée par la position opérationnelle (6.1) des pales (6), les pièces de liaison (5) accouplées rigidement au moyeu (4) et la rotation du rotor débloquée, la séquence d'opérations automatiques de mise en position de protection de ladite éolienne (1) comprend les phases consistant:

• à l'arrêt du rotor, l'axe central de l'extrémité (5.1) liée au moyeu

(4) d'une des 3 pièces de liaison (5) est en position 6 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• à la mise en position drapeau des pales (6) de l'éolienne (1);

· au blocage du rotor par actionnement des organes de blocage (14) du système de transmission de puissance de l'éolienne (1);

• au déblocage des organes de blocage (25), qui bloquent la pièce de liaison (5) au moyeu (4), des deux pièces de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 10 heures pour l'un et 2 heures pour l'autre par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• en actionnement du mécanisme d'entraînement des deux pièces de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 10 heures pour l'un et 2 heures pour l'autre par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A), le calage de pas des deux pales (6) qui sont liées à ces deux pièces de liaison

(5) est actif de façon à favoriser la rotation du mécanisme d'entraînement, l'actionnement du mécanisme d'entraînement entraîne la rotation de ces deux pièces de liaison (5) autour de l'axe central (Bl) de leur extrémité (5.1) liée au moyeu (4), ce qui entraîne le basculement des pales (6) qui sont liées à l'autre extrémité (5.2) de ces deux pièces de liaison (5), une fois basculée selon un certain angle (β) par rapport à leur position opérationnelle (6,1) les deux pales (6) sont inclinées dans la direction de la nacelle (3) et du mât-support (2) de l'éolienne (1), dans leur position de sécurité (6.2), le mécanisme de calage de pas variable de ces deux pales (6) est actif de façon à limiter les Charges agissant sur elles;

• au blocage des organes de blocage (25), qui bloquent la pièce de liaison (5) au moyeu (4), des deux pièces de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 10 heures pour l'un et 2 heures pour l'autre par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• au déblocage du rotor par actionnement des organes de blocage (14) du système de transmission de puissance de l'éolienne (1);

• en la rotation du rotor selon un angle de 60° par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A) dans le sens anti-horaire, la pièce de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) était en position 6 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A) se retrouve avec son axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• au blocage du rotor par actionnement des organes de blocage (14) du système de transmission de puissance de l'éolienne (1);

• au déblocage des organes de blocage (25), qui bloquent la pièce de liaison (5)au moyeu (4), de la pièce de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• en l'actionnement du mécanisme d'entraînement de la pièce de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A), le calage de pas de la pale (6) qui est liée à cette pièce de liaison (5) est actif de façon à favoriser la rotation du mécanisme d'entraînement, l'actionnement du mécanisme d'entraînement entraîne la rotation de cette pièce de liaison (5) autour de l'axe central (Bl) de son extrémité (5.1) liée au moyeu (4), ce qui entraîne le basculement de la pale (6) qui est liée à l'autre extrémité (5.2) de cette pièce de liaison (5), une fois basculée selon un certain angle (β) par rapport à sa position opérationnelle (6.1) la pale (6) est inclinée dans la direction de la nacelle (3) et du mât-support (2) de l'éolienne (1), dans sa position de sécurité (6.2), le mécanisme de calage de pas variable de cette pale (6) est actif de façon à limiter les charges agissant sur elle;

• au blocage des organes de blocage (25), qui bloquent la pièce de liaison (5) au moyeu (4), de la pièce de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• en l'alimentation électrique de ladite éolienne (1) par la source électrique autonome et indépendante du réseau électrique prévue en cas de coupure de celui-ci.

La position ainsi formée est la position de protection de l'éolienne en cas d'événement de vents violents de la présente invention. Ladite position de protection est caractérisée par les pales (6) en position de sécurité (6.2), les pièces de liaison (5) bloquées rigidement au moyeu (4) et la rotation du rotor bloquée. Pendant cette opération ainsi que dans cette position, le mécanisme d'orientation (17) de la nacelle (3) par rapport à la direction du vent est actif.

- Après que l'événement de vents violents soit dissipé et que la probabilité d'occurrence de ce risque soit définitivement écartée par le centre météorologique régional spécialisé, la commande (30.2) de remise de l'éolienne (1) dans son état opérationnel est transmise à distance au système de contrôle-commande (30) de l'éolienne (1), cela déclenche la séquence inverse à celle précédemment présentée de façon à ce que les pièces de liaison (5) soient bloquées au moyeu (4) dans la position opérationnelle (6.1) des pales (6) et que le système de transmission de puissance de ladite éolienne (1) soit débloqué.

- Lorsque ladite éolienne est dans sa position d'état opérationnel, une séquence automatique d'auto-contrôle (30.6) des fonctions de l'éolienne (1) est opérée par le dispositif de contrôle-commande (30) de ladite éolienne (1) et donne lieu à un rapport transmis (30.7) au centre d'exploitation (31) de ladite éolienne (1), si le rapport transmis (30.7) est positif, ladite éolienne (1) est remise en opération par la commande à distance correspondante (30.3) du dispositif de contrôle-commande (30) de l'éolienne (1), si ladite éolienne (1) présente des avaries, les mesures nécessaires sont prises par le centre d'exploitation (31) de l'éolienne (1).

Description:
DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE PROTECTION D'UNE ÉOLIENNE EN CAS D'ÉVÉNEMENT DE VENTS VIOLENTS ET UNE ÉOLIENNE POURVUE D'UN TEL DISPOSITIF Domaine technique

L'invention est relative au domaine des éoliennes à axe horizontal, ci-après dénommées éoliennes, et particulièrement à un dispositif et procédé de protection d'une éolienne en cas d'événement de vents violents, ainsi qu'à d'une éolienne pourvue d'un tel dispositif.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à permettre le fonctionnement optimal et sécurisé d'éoliennes dans les régions sujettes aux événements de vents violents, comme par exemple les cyclones tropicaux. Le principe de la présente invention consiste, en cas d'événement de vents violents, à réduire considérablement le diamètre du rotor à pale(s) de l'éolienne puis à bloquer ledit rotor pour former une position de protection de l'éolienne en cas d'événement de vents violents.

La production d'électricité à partir de la ressource primaire qu'est le vent permet de produire de l'électricité sans émettre de gaz à effets de serre. De plus, cette ressource primaire est gratuite et renouvelable à l'opposé des ressources fossiles. Enfin, comme la ressource primaire est locale, la production d'électricité à partir de cette ressource contribue activement à l'autonomie et à la sécurité énergétique des pays qui l'exploitent.

Le point de départ du spectre de charges agissant sur une éolienne sont les charges agissant sur le rotor à pale(s). Les charges agissant sur les pales du rotor sont transmises aux autres composants, et déterminent dans une large mesure les charges qui les affectent. La condition externe principale à l'origine de ces charges est le vent. Typiquement, plus la vitesse du vent est élevée et plus la dimension du diamètre du rotor à pale(s) est grande, plus le chargement aérodynamique du rotor dû au vent est éprouvant pour l'éolienne. La production d'électricité d'une éolienne est proportionnelle à la surface balayée par le rotor à pale(s), donc à la longueur des pales, ainsi qu'à la vitesse du vent. Typiquement, plus la vitesse moyenne du vent est faible, plus la dimension du diamètre du rotor de l'éolienne doit être grande pour produire de l'électricité de façon optimale.

Les études conceptuelles des rotors à pales d'éoliennes considèrent deux régimes de vent, les conditions normales, prépondérantes, et les conditions extrêmes, occasionnelles. Comme dans la nature les conditions extrêmes ne sont pas corrélées aux conditions normales, le choix de la dimension du diamètre du rotor à pale(s) résulte donc d'un compromis entre son optimisation pour les conditions normales, afin d'optimiser la production d'électricité, et son optimisation pour les conditions extrêmes, afin de réduire l'impact des charges éprouvantes induites par ces conditions sur l'éolienne.

II ressort de ce qui précède que la probabilité d'occurrence de conditions extrêmes de vent sur un site, comme par exemple un cyclone tropical, est un facteur limitant considérablement le choix de la dimension optimale du diamètre du rotor pour les conditions normales de vent. Bien souvent, la vitesse ainsi que les autres caractéristiques du vent de ces conditions extrêmes, comme les turbulences et les rafales, font qu'il est impossible d'implanter une éolienne conventionnelle pour un fonctionnement optimal et sécurisé, le risque encouru étant la fatigue prématurée des composants, voire la ruine de la machine.

Par conséquent, il serait avantageux d'avoir d'un dispositif spécifique permettant de réduire considérablement le diamètre du rotor à pale(s) de l'éolienne, en cas de prévision de vents violents. Cela réduirait l'impact des charges défavorables induites par ces conditions extrêmes, ce qui permettrait d'implanter des éoliennes disposant d'une dimension de diamètre de rotor optimisée pour les conditions normales de vent dans les régions sujettes aux événements de vents violents.

Technique antérieure L'analyse de l'état de la technique antérieure montre que l'on a déjà essayé de résoudre ce problème de réduction de la dimension du diamètre du rotor de l'éolienne.

Nous connaissons par exemple les documents US 6972498, US 7632070, US 20100310374, CA 2696822. Ces dispositifs concernent des rotors à pale(s) à dimensions variables, dont les pales sont télescopiques, rétractables ou extensibles et sont principalement destinés à adapter la surface balayée par le rotor à pale(s), donc la longueur des pales, lors des différents états opérationnels de production d'électricité de l'éolienne aux vitesses de vents variables du site où est implantée celle-ci. Typiquement, la dimension du diamètre du rotor est à son maximum sous condition de vent faible, et à son minimum sous condition de vent fort, avec des états intermédiaires. Ces dispositifs exigent des dispositions structurales spécifiques pour les pales qui, sur leur durée de vie d'environ 20 ans, subissent jusqu'à 10^ cycles de chargement, en partie hautement variable et non-uniforme. Ces dispositions structurales affectent défavorablement la rigidité et la résistance des pales, donc leur fiabilité, en plus d'être coûteux en maintenance.

Nous connaissons également le document US 7071578 concernant une éolienne disposant d'un système pour ajuster activement la surface annulaire plane que constitue le rotor à pale(s) en fonction de la vitesse du vent. Ce document propose l'utilisation d'un coude de connection courbé pour solidariser activement la pale de l'éolienne au moyeu de l'éolienne. La rotation de ce coude entraîne le basculement de la pale dans la direction de l'axe de rotation du moyeu et permet ainsi de faire varier activement la dimension du diamètre du rotor de l'éolienne en fonction de la vitesse du vent, et ainsi d'optimiser la production d'électricité tout en réduisant la fatigue des composants. Ladite rotation active du coude de connection est opérée selon un angle a dans la direction opposée à celle de la nacelle afin de permettre au rotor de tourner sans percuter le mât de l'éolienne. Le chargement aérodynamique dû au vent du rotor activement incliné par rapport au plan de rotation en fonction de la vitesse du vent est particulièrement complexe, ce qui rend ce dispositif difficile à concevoir et à mettre en oeuvre. De plus, le coude de connection utilisé est un tube creux courbé dont les parois représentent une masse non négligeable impactant défavorablement le dimensionnement de l'éolienne.

Nous connaissons également le document US 20060045743 qui concerne des pales pliantes pour éolienne. Les dispositions structurales de la pale nécessaires à un tel dispositif augmentent sensiblement sa masse et altèrent sa rigidité et sa résistance, donc sa fiabilité. De plus, le chargement aérodynamique dû au vent sur la pale pliée est complexe, surtout en cas de vents violents, ce qui rend ce dispositif difficile à concevoir et à mettre en oeuvre. En outre, ce dispositif contribue à une augmentation des coûts de maintenance de la pale.

Il ressort de ce qui précède qu'il serait avantageux de disposer d'une solution technique simple et spécifique qui permette de réduire les charges extrêmes induites par les vents violents sur l'éolienne, notamment les cyclones tropicaux, en réduisant considérablement le diamètre du rotor à pale(s), et sans les inconvénients relevés dans l'état de la technique antérieure. Cela permettrait de concevoir des éoliennes disposant d'une dimension de diamètre de rotor optimisé pour les conditions normales de vent, et donc d'implanter des éoliennes au fonctionnement optimal et sécurisé dans les régions sujettes à ces événements de vents violents.

C'est le but de la présente invention d'apporter une solution spécifique à ce problème, et de pallier aux inconvénients des dispositifs connus, en proposant un dispositif simple à concevoir, fabriquer, installer, utiliser et maintenir tout en étant efficace, robuste et économique. Exposé de l'invention

Un objet de la présente invention est un dispositif de protection de l'éolienne en cas d'événement de vents violents qui comporte selon une première caractéristique une pièce de liaison d'une pale d'éolienne au moyeu de ladite éolienne. L'ensemble pale - pièce de liaison - moyeu formant le rotor de ladite éolienne qui comporte une ou plusieurs pale(s), et autant de pièces de liaison que de pales, est entraîné dans un mouvement rotatif par la force de poussée du vent, entraînant un système de transmission de puissance qui entraîne à son tour une génératrice électrique qui produit l'électricité. Le système de transmission de puissance et la génératrice sont logés dans une nacelle montée rotative sur un mât-support par l'intermédiaire d'un mécanisme d'orientation derrière le rotor. Les deux extrémités de ladite pièce de liaison, l'une liée au moyeu et l'autre liée à la pale, sont caractérisées par le fait que leur axe central respectif forme un certain angle non nul l'un par rapport à l'autre, la pièce de liaison est apte à être liée au moyeu par l'intermédiaire d'un mécanisme d'entraînement de façon à ce que ladite pièce de liaison soit rotative autour de l'axe central de son extrémité liée audit moyeu, l'actionnement de ce mécanisme d'entraînement entraîne le basculement selon un certain angle de la pale qui est apte à être liée à l'autre extrémité de la pièce de liaison par l'intermédiaire d'un mécanisme de calage de pas variable, lorsque ladite pale est basculée celle-ci se retrouve inclinée selon ledit certain angle dans la direction de la nacelle, ce qui réduit considérablement la dimension du diamètre du rotor lorsque cette opération est réalisée sur toutes les pièces de liaison liées au moyeu de ladite éolienne. Les pièces de liaison de chacune des pales sont aptes à être bloquées par accouplement rigide au moyeu par des organes de blocage, le système de transmission de puissance de ladite éolienne est également apte à être bloqué rigidement par des organes de blocage bloquant la rotation du rotor à pales. Ainsi, les pales inclinées dans la direction de la nacelle, les pièces de liaison bloquées rigidement au moyeu et la rotation du rotor bloquée forment la position de protection de ladite éolienne commandable à distance en cas d'événement de vents violents.

Selon d'autres caractéristiques du dispositif selon l'invention :

- ledit moyeu comporte un orifice à chaque emplacement de pièce de liaison;

- lesdites deux extrémités de la pièce de liaison sont des brides de liaison circulaires reliées par un tube creux dont les parois faisant face auxdites extrémités sont partiellement supprimées et reliées par des barres de renfort;

- ladite extrémité de la pièce de liaison liée au moyeu est à une certaine distance de l'axe central de l'autre extrémité de ladite pièce de liaison liée à la pale;

- ladite autre extrémité de la pièce de liaison liée à la pale est à une certaine distance de l'axe central de l'extrémité de ladite pièce de liaison liée au moyeu;

- lesdites pièces de liaison sont liées au moyeu à équidistance les unes par rapport aux autres dans le cas dudit rotor comportant plusieurs pales, et dans la direction circonférencielle dudit moyeu, l'axe central de l'extrémité de ladite pièce de liaison liée audit moyeu s'étend dans une direction radiale par rapport à l'axe de rotation dudit moyeu;

- ledit mécanisme d'entraînement par l'intermédiaire duquel la pièce de liaison est liée au moyeu peut-être un mécanisme d'entraînement par friction ou sans friction ou avec peu de friction, ledit mécanisme d'entraînement peut comprendre, sans que cela soit limitatif, une couronne dont la périphérie interne supérieure est dentée, cette couronne dentée est fixée circulairement à l'extrémité de l'extrémité de la pièce de liaison liée au moyeu, un pignon s' engrenant sur la denture de ladite couronne dentée, ledit pignon est actionné par un moteur électrique réversible, un palier à roulement est fixé à la périphérie interne inférieure de ladite couronne dentée et à la périphérie externe de l'orifice dudit moyeu de façon à ce que ladite extrémité de ladite pièce de liaison liée audit moyeu puisse tourner autour de son axe central lorsque ledit moteur est actionné, ledit moteur est apte à être commandé par un dispositif de contrôle-commande qui est apte à être relié au dispositif de contrôle-commande de ladite éolienne;

- ledit accouplement rigide de la pièce de liaison au moyeu est opéré par l'intermédiaire d'organes de blocage, il peut s'agir de tous types d'organes de blocage, ces organes de blocages peuvent comprendre, sans que cela soit limitatif, des plaques prévues sur l'extrémité de ladite pièce de liaison au-dessus de ladite couronne dentée pour les premiers organes de blocage et sur ledit moyeu pour les deuxièmes organes de blocage, lesdites plaques faisant saillie vers l'axe central de ladite extrémité de ladite pièce de liaison liée au moyeu perpendiculairement audit axe central;

- lesdits premiers et deuxièmes organes de blocage étant pourvus de trous coniques aptes à être alignés les uns sur les autres lorsque ladite pièce de liaison doit être bloquée;

- une tige de verrouillage conique composée d'une partie supérieure fixe qui est apte à recevoir une partie inférieure apte à se déplacer verticalement forme les troisièmes organes de blocage, ladite partie inférieure de la tige de verrouillage est apte à être introduite dans lesdits trous alignés pour accoupler rigidement ladite pièce de liaison audit moyeu;

- ladite partie supérieure fixe de ladite tige de verrouillage est apte recevoir des moyens hydrauliques sous forme de vérins hydrauliques qui font partie d'un circuit hydraulique, et est également apte à être fixée à ladite plaque formant lesdits premiers organes de blocage en étant accouplée audit trou conique desdits premiers organes de blocage;

- ladite partie inférieure de ladite tige de verrouillage est apte à être actionnée verticalement par lesdits moyens hydrauliques sous forme de vérins hydrauliques logés dans ladite partie supérieure de la tige de verrouillage de façon à être alternativement en position de blocage ou en position de déblocage,-

- lesdits vérins hydrauliques sont aptes à être commandés par un dispositif de contrôle-commande apte à être relié au dispositif de contrôle-commande de ladite éolienne;

- ledit actionnement du mécanisme d'entraînement par l'intermédiaire duquel la pièce de liaison est liée au moyeu entraîne la rotation de ladite pièce de liaison autour de l'axe central de l'extrémité de ladite pièce de liaison liée audit moyeu, ladite rotation entraîne le basculement de la pale liée à l'autre extrémité de ladite pièce de liaison, ledit basculement étant opéré de telles façons que soit ladite pale une fois basculée est inclinée selon un certain angle par rapport à sa position opérationnelle dans la direction de la nacelle et du mât-support, cette position inclinée est la position de sécurité de ladite pale, soit inversement ladite pale est inclinée selon un certain angle par rapport à ladite position de sécurité dans ladite position opérationnelle, ladite position opérationnelle de ladite pale correspond dans la présente invention à la position de ladite pale permettant à ladite éolienne de produire de l'électricité, l'orientation de ladite extrémité de ladite pièce de liaison liée au dit moyeu dans ladite position opérationnelle de ladite pale est déterminée de façon à obtenir la plus grande surface balayée par le rotor sans que ladite pale ne risque de percuter le mât-support de ladite éolienne du fait de sa déflection lors de la rotation du rotor, préférablement, dans ladite position de sécurité de ladite pale et sans que cela soit limitatif, l'axe longitudinal de ladite pale est plus ou moins perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit mât-support, et préférablement, dans le cas de ladite éolienne comportant plusieurs pales et sans que cela soit limitatif, les axes longitudinaux de chacune desdites pales sont plus ou moins parallèles les uns vis à vis des autres ainsi que plus ou moins perpendiculaires audit axe longitudinal dudit mât-support;

- ledit mécanisme de calage de pas variable de la pale par l'intermédiaire duquel la pièce de liaison est liée à ladite pale peut être un mécanisme par friction ou sans friction ou avec peu de friction, ledit mécanisme de calage de pas variable de ladite pale peut comprendre, sans que cela soit limitatif, un palier à roulement composé d'une couronne intérieure de roulement fixée à la racine de ladite pale par des boulons et d'une couronne extérieure de roulement fixée par des boulons à l'autre extrémité de ladite pièce de liaison liée à ladite pale, entre ladite couronne intérieure de roulement et ladite couronne extérieure de roulement sont logés les billes ou roulements par lesquels ladite couronne intérieure de roulement, ladite couronne extérieure de roulement et lesdits billes ou roulements forment un palier à roulement permettant ledit calage de pas variable de ladite pale;

- pour atteindre ce but, ledit mécanisme de calage de pas variable est apte à être actionné par des moyens d'actionnement électriques ou hydrauliques qui sont aptes à être commandés par un dispositif de contrôle-commande apte à être relié au dispositif de contrôle-commande de ladite éolienne,-

- l'actionnement dudit mécanisme de calage de pas variable de la pale entraîne la rotation de ladite pale autour de son axe longitudinal, ladite rotation de ladite pale permet de caler activement l'angle d'attaque de ladite pale selon un certain angle en fonction de la vitesse du vent et permet ainsi d'optimiser la production d'électricité de ladite éolienne ainsi que de contrôler les charges agissant sur ladite pale;

- ledit mécanisme de calage de pas variable de ladite pale est apte à être actionné soit individuellement pour chacune desdites pales, soit collectivement pour l'ensemble desdites pales dudit rotor;

- ledit système de transmission de puissance de ladite éolienne reliant le rotor à la génératrice de ladite éolienne est apte à être bloqué rigidement par des organes de blocage, il peut s'agir de tous types d'organes de blocage, ledit système de transmission de puissance comprend soit un arbre lent relié à un multiplicateur relié à un arbre rapide relié à la génératrice, soit un arbre lent relié à la génératrice, lesdits organes de blocages peuvent comprendre, sans que cela soit limitatif, des premiers organes de blocage composés d'une mâchoire inférieure dentée prévue sur un support logé sur le cadre support de la nacelle, des deuxièmes organes de blocage composés de deux barres de liaison qui sont aptes à être fixées au cadre support de ladite éolienne et au support desdits premiers organes de blocage de chaque côté desdits premiers organes de blocage ainsi que de chaque côté des troisièmes organes de blocages composés d'une mâchoire supérieure dentée, lesdits premiers et troisièmes organes de blocage sont alignés respectivement au-dessous et au-dessus des quatrièmes organes de blocage composés d'une couronne dentée prévue sur ledit arbre lent ou sur ledit arbre rapide, lesdits quatrièmes organes de blocage sont aptes à coopérer avec lesdits premiers et troisièmes organes de blocage par complémentarité de forme et de position pour former une position de blocage du système de transmission de puissance;

- pour atteindre ce but lesdits premiers et troisièmes organes de blocage sont aptes à se déplacer verticalement le long desdites barres de liaison en direction desdits quatrièmes organes de blocage par l'intermédiaire, sans que cela soit limitatif, d'un mécanisme d'entraînement par engrenage à denture prévu respectivement latéralement de chaque côté sur lesdits premiers et troisièmes organes de blocage sous forme de pignons actionnés par des moteurs électriques réversibles, ainsi que sur chacun desdits deuxièmes organes de blocage sous forme de crémaillères aptes à coopérer avec lesdits pignons par complémentarité de forme et de position, formant ainsi par accouplement rigide desdits premiers, troisièmes et quatrièmes organes de blocage une position de blocage dudit système de transmission de puissance bloquant la rotation du rotor, et inversement, formant ainsi une position de déblocage dudit système de transmission de puissance autorisant ladite rotation dudit rotor;

- lesdits moteurs actionnant lesdits pignons s'engrenant sur la denture desdites crémaillères sont aptes à être commandés chacun par un dispositif de contrôle-commande apte à être relié au dispositif de contrôle-commande de ladite éolienne.

Un autre objet de l'invention est une éolienne pourvue d'un tel dispositif de protection de ladite éolienne en cas d'événement de vents violents, la nacelle de ladite éolienne est apte à être montée rotative sur un mât-support derrière le rotor par l'intermédiaire d'un mécanisme d'orientation, ce peut être une éolienne face au vent ou sous le vent à entraînement direct ou avec multiplicateur, des capteurs sont disposés à des endroits stratégiques de ladite éolienne, lesdits capteurs sont aptes à résister à des événements de vents violents, et permettent de mesurer la vitesse ou la vitesse et la direction du vent, lesdits capteurs transmettent les informations recueillies sous la forme la plus appropriée au dispositif de contrôle-commande de ladite éolienne qui définit puis met en oeuvre l'angle de calage de pas approprié de la ou des pale(s) , ainsi que l'orientation appropriée de ladite nacelle par rapport à la direction du vent lors d'événements de vents violents, ledit dispositif de contrôle-commande de ladite éolienne est apte à être commandé à distance depuis le centre d'exploitation de l'éolienne pour recevoir puis actionner les commandes nécessaires au fonctionnement dudit dispositif de protection de ladite éolienne, ledit dispositif de contrôle-commande de ladite éolienne est également apte à transmettre à distance au centre d'exploitation de l'éolienne les informations relatives aux paramètres de fonctionnement dudit dispositif de protection de ladite éolienne ainsi que les informations relatives aux paramètres de fonctionnement de ladite éolienne, de plus et avantageusement ladite éolienne est apte à être alimentée électriquement par une source électrique autonome et indépendante du réseau électrique en cas de coupure de celui-ci.

En outre, un objet de l'invention est un procédé de protection de l'éolienne en cas d'événement de vents violents. Ce procédé est caractérisé par le fait qu'il comprend les phases consistant à:

- Choisir et dimensionner les pièces, systèmes, processus, mécanismes, circuits, interfaces du dispositif de protection de l'éolienne;

- Prendre en compte dans les dispositions conceptuelles de l'éolienne l'impact des caractéristiques du dispositif de protection de l'éolienne, ainsi que les chargements et cas de chargements induits par l'installation et le fonctionnement du dispositif de. protection de l'éolienne sur l'éolienne;

- Obtenir les informations météorologiques relatives à la formation et au déplacement de phénomènes de vents violents auprès d'un centre météorologique régional spécialisé;

- Lorsque la probabilité d'occurrence d'un événement de vents violents est avérée, prendre la décision d'actionner le dispositif de protection de l'éolienne de façon à ce que la vitesse du vent sur le site où est implantée l'éolienne soit dans la plage de celle qui permet l'actionnement du dispositif de protection de l'éolienne; - L'ensemble des opérations relatives au fonctionnement du dispositif de protection de l'éolienne comme présenté ci-dessous est réalisé automatiquement et à distance depuis le centre d'exploitation de l'éolienne par l'envoi, par des moyens de communication choisis, d'une commande de mise en position de protection ou de mise en position d'état opérationnel ou encore de démarrage de l'éolienne, au dispositif de contrôle-commande pré-programmé à cet effet de l'éolienne;

- L'actionnement à distance la commande de mise en position de protection de l'éolienne déclenche une séquence d'opérations automatiques qui diffère selon le nombre de pale(s) que compte l'éolienne de façon à ce que le basculement de la ou des pale(s) ne soit pas bloqué par le mât-support de l'éolienne. La séquence suivante présentée ici, non limitative, concerne une éolienne comportant 3 pales liées respectivement à trois pièces de liaison liées à équidistance les unes des autres au moyeu, dans la direction circonférencielle dudit moyeu, et est à adapter selon le nombre de pales de l'éolienne. À partir de la position d'état opérationnel de l'éolienne, caractérisée par la position opérationnelle des pales, les pièces de liaison accouplées rigidement au moyeu et la rotation du rotor débloquée, la séquence d'opérations automatiques de mise en position de protection de ladite éolienne comprend les phases consistant:

• à l'arrêt du rotor, l'axe central de l'extrémité liée au moyeu d'une des 3 pièces de liaison est en position 6 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu;

· à la mise en position drapeau des pales de l'éolienne;

• au blocage du rotor par actionnement des organes de blocage du système de transmission de puissance de l'éolienne;

• au déblocage des organes de blocage, qui bloquent la pièce de liaison au moyeu, des deux pièces de liaison dont l'axe central de l'extrémité liée au moyeu est en position 10 heures pour l'un et 2 heures pour l'autre par rapport à l'axe de rotation du moyeu;

• en l'actionnement du mécanisme d'entraînement des deux pièces de liaison dont l'axe central de l'extrémité liée au moyeu est en position 10 heures pour l'un et 2 heures pour l'autre par rapport à l'axe de rotation du moyeu, le calage de pas des deux pales qui sont liées à ces deux pièces de liaison est actif de façon à favoriser la rotation du mécanisme d'entraînement, l'actionnement du mécanisme d'entraînement entraîne la rotation de ces deux pièces de liaison autour de l'axe central de leur extrémité liée au moyeu, ce qui entraîne le basculement des pales qui sont liées à l'autre extrémité de ces deux pièces de liaison, une fois basculée selon un certain angle par rapport à leur position opérationnelle les deux pales sont inclinées dans la direction de la nacelle et du mât- support de l'éolienne, dans leur position de sécurité, le mécanisme de calage de pas variable de ces deux pales est actif de façon à limiter les charges agissant sur elles;

• au blocage des organes de blocage, qui bloquent la pièce de liaison au moyeu, des deux pièces de liaison dont l'axe central de l'extrémité liée au moyeu est en position 10 heures pour l'un et 2 heures pour l'autre par rapport à l'axe de rotation du moyeu;

• au déblocage du rotor par actionnement des organes de blocage du système de transmission de puissance de l'éolienne;

• en la rotation du rotor selon un angle de 60° par rapport à l'axe de rotation du moyeu dans le sens anti-horaire, la pièce de liaison dont l'axe central de l'extrémité liée au moyeu était en position 6 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu se retrouve avec son axe central de l'extrémité liée au moyeu en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu;

• au blocage du rotor par actionnement des organes de blocage du système de transmission de puissance de l'éolienne;

• au déblocage des organes de blocage, qui bloquent la pièce de liaison au moyeu, de la pièce de liaison dont l'axe central de l'extrémité liée au moyeu est en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu;

• en l'actionnement du mécanisme d'entraînement de la pièce de liaison dont l'axe central de l'extrémité liée au moyeu est en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu, le calage de pas de la pale qui est liée à cette pièce de liaison est actif de façon à favoriser la rotation du mécanisme d'entraînement, l'actionnement du mécanisme d'entraînement entraîne la rotation de cette pièce de liaison autour de l'axe central de son extrémité liée au moyeu, ce qui entraîne le basculement de la pale qui est liée à l'autre extrémité de cette pièce de liaison, une fois basculée selon un certain angle par rapport à sa position opérationnelle la pale est inclinée dans la direction de la nacelle et du mât-support de l'éolienne, dans sa position de sécurité, le mécanisme de calage de pas variable de cette pale est actif de façon à limiter les charges agissant sur elle,-

• au blocage des organes de blocage, qui bloquent la pièce de liaison au moyeu, de la pièce de liaison dont l'axe central de l'extrémité liée au moyeu est en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu;

• en l'alimentation électrique de ladite éolienne par la source électrique autonome et indépendante du réseau électrique prévue en cas de coupure de celui-ci.

La position ainsi formée est la position de protection de l'éolienne en cas d'événement de vents violents de la présente invention. Ladite position de protection est caractérisée par les pales en position de sécurité, les pièces de liaison bloquées rigidement au moyeu et la rotation du rotor bloquée. Pendant cette opération ainsi que dans cette position, le mécanisme d'orientation de la nacelle par rapport à la direction du vent est actif.

- Après que l'événement de vents violents soit dissipé et que la probabilité d'occurrence de ce risque soit définitivement écartée par le centre météorologique régional spécialisé, la commande de remise de l'éolienne dans son état opérationnel est transmise à distance au système de contrôle-commande de l'éolienne, cela déclenche la séquence inverse à celle précédemment présentée de façon à ce que les pièces de liaison soient bloquées au moyeu dans la position opérationnelle des pales et que le système de transmission de puissance de ladite éolienne soit débloqué;

- Lorsque ladite éolienne est dans sa position d'état opérationnel, une séquence automatique d' auto-contrôle des fonctions de l'éolienne est opérée par le dispositif de contrôle-commande de ladite éolienne et donne lieu à un rapport transmis au centre d'exploitation de ladite éolienne, si le rapport transmis est positif, ladite éolienne est remise en opération par la commande à distance correspondante du dispositif de contrôle-commande de l'éolienne, si ladite éolienne présente des avaries, les mesures nécessaires sont prises par le centre d'exploitation de l'éolienne.

Le dispositif et procédé de protection d'une éolienne en cas d'événements de vents violents et une éolienne munie d'un tel dispositif ont été présenté.

Ce dispositif de réduction de la dimension du diamètre du rotor à pale(s) est spécifique au problème des événements de vents violents, et simple avec seulement deux positions du rotor actionnables à distance. Les dispositions conceptuelles de la pièce de liaison permettent de réduire sa masse tout en optimisant sa résistance et sa rigidité, et les dispositions structurales des pales ne sont pas altérées. Le blocage de la pièce de liaison au moyeu permet de limiter l'impact du chargement aérodynamique dû au vent du mécanisme d'entraînement de la pièce de liaison, ce qui augmente sa fiabilité. Cette simplicité rend le dispositif efficace, robuste et économique. De plus, le dispositif de protection de l'éolienne permet à celle-ci d'encaisser l'impact des rafales des événements de vents violents dont la direction est différente de celle du vent dominant. En outre, ce dispositif est simple à concevoir, fabriquer, installer, utiliser et maintenir. Le dispositif pallie ainsi aux inconvénients de l'art antérieur.

Description sommaire des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif de la présente invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles:

- La figure 1 est une vue schématique partielle en coupe d'une éolienne de l'art antérieur,-

- La figure 2 est une vue schématique partielle de trois-quart face de la pièce de liaison selon l'invention;

- La figure 3 est une vue schématique partielle de trois-quart arrière de la pièce de liaison équipée de deux barres de renfort selon l'invention; - La figure 4 est une vue schématique partielle de face d'une éolienne équipée de la pièce de liaison d'une pale d'éolienne au moyeu de l'éolienne, chaque pale étant équipée de ladite pièce de liaison, selon l'invention;

- La figure 5 est une vue schématique partielle en coupe de l'extrémité de la pièce de liaison liée au moyeu selon l'invention;

- La figure 6 est une vue schématique partielle en coupe d'une éolienne équipée de la pièce de liaison d'une pale d'éolienne au moyeu de l'éolienne, montrant la course d'action du basculement de la pale, de sa position opérationnelle jusqu'à sa position de sécurité, selon l'invention; - La figure 7 est une vue schématique partielle de dessus du palier à roulement équipant la racine de la pale et l'extrémité de la pièce de liaison liée à la pale selon l'invention;

- La figure 8 est une vue schématique partielle en coupe de l'extrémité de la pièce de liaison liée à la pale selon l'invention;

- La figure 9 est une vue schématique partielle en coupe d'une éolienne équipée des organes de blocage du système de transmission de puissance selon l'invention;

- La figure 10 est une représentation schématique partielle des commandes du dispositif de contrôle-commande de l'éolienne en relation avec le dispositif de protection de l'éolienne selon l'invention.

Dans les figures, les éléments identiques ou équivalents portent les mêmes signes de référence, les échelles entre les figures ne sont pas correspondantes, et les échelles sur les figures ne sont pas correspondantes au dimensionnement des pièces et mécanismes afin de les mettre clairement en évidence.

Meilleure manière de réaliser l'invention

Dans les descriptions détaillées suivantes, de nombreux détails spécifiques sont définis de façon à fournir une compréhension approfondie des dispositions conceptuelles représentant les fonctions fondamentales de la présente invention. Les pièces, systèmes, mécanismes, processus, interfaces et circuits bien connus d'une personne qualifiée dans l'art ne sont pas présentés ici afin de ne pas obscurcir la présente invention.

En référence à la Figure 1, une éolienne (1) de l'art antérieur comporte de manière classique en soi une ou plusieurs pale(s) (6) fixées à équidistance sur un moyeu (4), cet ensemble pale(s) (6) - moyeu (4) forme le rotor, ledit rotor est relié à un système de transmission de puissance composé d'un arbre lent (non représenté) relié à un multiplicateur (13) relié à un arbre rapide (15), le système de transmission de puissance est relié à une génératrice (16) qui produit l'électricité. Le système de transmission de puissance et la génératrice

(16) sont logés sur un cadre support (18) lui-même logé dans une nacelle (3), le cadre support (18) et la nacelle (3) sont montés rotatifs sur un mât-support (2) par l'intermédiaire d'un mécanisme d'orientation

(17) . Ne sont pas représentés les équipements périphériques comme les onduleurs, les équipements de contrôle et de manutention, les systèmes hydrauliques et autres.

En référence aux figures 2, 3 et 4, le dispositif selon l'invention comporte une pièce de liaison (5) d'une pale (6) d'éolienne (1) au moyeu

(4) de ladite éolienne (1), ladite éolienne (1) comporte trois pales (6) donc trois pièces de liaison (5), ledit moyeu (4) comporte un orifice à chaque emplacement de ladite pièce de liaison (5).

En référence à la figure 2 selon l'invention, ladite pièce de liaison

(5) comprend deux extrémités (5.1-5.2) qui sont deux brides de liaison circulaires reliées par un tube creux dont le matériau se caractérise par sa résistance et sa rigidité.

En référence à la figure 3 selon l'invention, les parois de la périphérie dudit tube creux faisant face aux dites extrémités (5.1-5.2) sont partiellement supprimées et reliées par deux barres de renfort (28).

En référence à la figure 4 selon l'invention, ladite extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5) est à une distance (b) de l'axe central (B2) de l'autre extrémité (5.2), ladite distance (b) est dépendante de la taille de ladite nacelle (3), ladite autre extrémité (5.2) de ladite pièce de liaison (5) est à une distance (a) de l'axe central (Bl) de ladite extrémité (5.1), ladite distance (a) est égale au rayon de ladite extrémité (5.1) de la pièce de liaison (5).

Lesdites deux extrémités (5.1-5.2) de ladite pièce de liaison (5) sont également caractérisées par le fait que leur axe central respectif (Bl - B2) forme un angle (a) de 90° l'un (Bl) par rapport à l'autre (B2).

Lesdites pièces de liaison (5) sont liées à équidistance les unes par rapport aux autres autour du moyeu (4), et dans la direction circonférencielle dudit moyeu (4), l'axe central (Bl) de ladite extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5) s'étend dans une direction radiale par rapport à l'axe de rotation (A) dudit moyeu (4).

La nacelle (3) de ladite éolienne (1) est montée rotative sur un mât-support (2) par l'intermédiaire d'un mécanisme d'orientation (17) de la nacelle (3), l'axe de rotation du moyeu (A) perpendiculaire à l'axe longitudinal (D) du mât-support (2). La référence 7 correspond à des capteurs aptes à mesurer et à transmettre la vitesse ou la vitesse et la direction du vent au dispositif de contrôle-commande (30) selon la figure 10 de ladite éolienne (1).

En référence à la Figure 5 selon l'invention, ladite extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5) liée au moyeu (4) est apte à être liée audit moyeu (4) de ladite éolienne (1) par l'intermédiaire d'un mécanisme d'entraînement qui comprend, sans que cela soit limitatif, une couronne (21) dont la périphérie interne supérieure est dentée, ladite couronne dentée (21) est fixée circulairement à l'extrémité de ladite extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5), un pignon (22) s'engrenant sur la denture de ladite couronne dentée (21), ledit pignon (22) est actionné par un moteur électrique réversible (23).

Un palier à roulement (20) est fixé à la périphérie interne inférieure de ladite couronne dentée (21) et à la périphérie externe de l'orifice dudit moyeu (4) de façon à ce que ladite extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5) puisse tourner autour de son axe central (Bl) lorsque ledit moteur (23) est actionné.

Ledit moteur (23) est apte à être commandé par un dispositif de contrôle-commande (non représenté) qui est apte à être relié au dispositif de contrôle-commande (30) selon la figure 10 de ladite éolienne (1).

Ladite extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5) est également apte a être bloquée par accouplement rigide au moyeu (4) par l'intermédiaire d'organes de blocage (25) qui comprennent, sans que cela soit limitatif, des plaques (25.1) prévues sur ladite extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5) au-dessus de ladite couronne dentée (21) formant les premiers organes de blocage (25.1) et sur ledit moyeu (4) formant les deuxièmes organes de blocage (25.2), lesdites plaques (25.1-25.2) faisant saillie vers l'axe central (Bl) de ladite extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5) perpendiculairement audit axe central (Bl).

Lesdits premiers (25.1) et deuxièmes organes de blocage (25.2) sont pourvus de trous coniques (25.4) aptes à être alignés les uns sur les autres lorsque ladite pièce de liaison (5) doit être bloquée.

Une tige de verrouillage conique (25.3) composée d'une partie supérieure fixe qui est apte à recevoir une partie inférieure apte à se déplacer verticalement forme les troisièmes organes de blocage (25.3), ladite partie inférieure de la tige de verrouillage (25.3) est apte à être introduite dans lesdits trous (25.4) alignés pour accoupler rigidement ladite pièce de liaison (5) audit moyeu (4).

Ladite partie supérieure fixe de ladite tige de verrouillage (25.3) est apte recevoir des moyens hydrauliques sous forme de vérins hydrauliques (non représentés) qui font partie d'un circuit hydraulique (non représenté), et est également apte à être fixée à ladite plaque (25.1) formant lesdits premiers organes de blocage (25.1) en étant accouplée audit trou conique (25.4) desdits premiers organes de blocage (25.1).

Ladite partie inférieure de ladite tige de verrouillage (25.3) est apte à être actionnée verticalement par lesdits moyens hydrauliques sous forme de vérins hydrauliques logés dans ladite partie supérieure de la tige de verrouillage (25.3) de façon à être alternativement en position de blocage ou en position de déblocage.

Lesdits vérins hydrauliques sont aptes à être commandés par un dispositif de contrôle-commande (non représenté) apte à être relié au dispositif de contrôle-commande (30) selon la figure 10 de ladite éolienne (1).

Lesdits premiers (25.1), deuxièmes (25.2) et troisièmes (25.3) organes de blocage forment un mécanisme de blocage (25), sans que cela soit limitatif, quatre mécanismes de blocage (25) sont prévus par pièce de liaison (5), lesdits vérins hydrauliques de ces mécanismes de blocage (25) font partie du même circuit hydraulique, lesdits quatre mécanismes de blocage (25) sont fixés circulairement à équidistance les uns par rapport aux autres.

En référence à la Figure 6 selon l'invention, l'actionnement dudit mécanisme d'entraînement par l'intermédiaire duquel la pièce de liaison

(5) est liée au moyeu (4) entraîne la rotation de ladite pièce de liaison (5) autour de l'axe central (Bl) de ladite extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5), ladite rotation entraîne le basculement de ladite pale (6) liée à ladite autre extrémité (5.2) de ladite pièce de liaison (5).

Ledit basculement est opéré de telles façons que soit ladite pale

(6) une fois basculée est inclinée selon un angle (β) de 90° par rapport à sa position opérationnelle (6.1) dans la direction de la nacelle (3) et du mât-support (2), cette position inclinée (6.2) est la position de sécurité (6.2) de ladite pale (6), soit inversement ladite pale (6) est inclinée selon un angle (β) de 90° par rapport à ladite position de sécurité (6.2) dans ladite position opérationnelle (6.1).

Ladite position opérationnelle (6.1) de ladite pale (6) correspond dans la présente invention à la position de ladite pale (6) permettant à ladite éolienne (1) de produire de l'électricité, l'orientation de ladite extrémité (5.1) de ladite pièce de liaison (5) liée au moyeu (4) dans ladite position opérationnelle (6.1) de ladite pale (6) est déterminée de façon à obtenir la plus grande surface balayée par ledit rotor sans que ladite pale (6) ne risque de percuter ledit mât-support (2) de ladite éolienne (1) du fait de sa déflection lors de la rotation dudit rotor, dans le présent mode de réalisation, ladite position opérationnelle (6.1) de ladite pale (6) correspond à une inclinaison de 0° de l'axe longitudinal (C) de ladite pale (6) par rapport au plan de rotation formé par l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) de la pièce de liaison (5).

En référence aux Figures 7 et 8 selon l'invention, ladite autre extrémité (5.2) de ladite pièce de liaison (5) liée à ladite pale (6) de ladite éolienne (1) est apte à être liée à ladite pale (6) de ladite éolienne (1) par l'intermédiaire d'un mécanisme de calage de pas variable de ladite pale (6) qui comprend, sans que cela soit limitatif, un palier à roulement (8) composé d'une couronne intérieure de roulement (9) fixée à la racine de ladite pale (6) par des boulons (10) et d'une couronne extérieure de roulement (11) fixée par des boulons (10) à ladite autre extrémité (5.2) de ladite pièce de liaison (5) liée à ladite pale (6), entre ladite couronne intérieure de roulement (9) et ladite couronne extérieure de roulement (11) sont logés les billes ou roulements (12) par lesquels ladite couronne intérieure de roulement (9), ladite couronne extérieure de roulement (11) et lesdits billes ou roulements (12) forment un palier à roulement (8) permettant ledit calage de pas variable de ladite pale (6).

Pou atteindre ce but, ledit mécanisme de calage de pas variable est apte à être actionné par des moyens électriques ou hydrauliques (non représentés) qui sont aptes à être commandés par un dispositif de contrôle-commande (non représenté) apte à être relié au dispositif de contrôle-commande (30) selon la figure 10 de ladite éolienne (1). L'actionnement dudit mécanisme de calage de pas variable de ladite pale (6) entraîne la rotation de ladite pale (6) autour de son axe longitudinal (C), ladite rotation de ladite pale (6) permet de caler activement l'angle d'attaque de ladite pale (6) selon un certain angle en fonction de la vitesse du vent et permet ainsi d'optimiser la production d'électricité de ladite éolienne (1) ainsi que de contrôler les charges agissant sur ladite pale (6), ledit mécanisme de calage de pas variable de ladite pale (6) est apte à être actionné soit individuellement pour chacune desdites pales (6), soit collectivement pour l'ensemble desdites pales (6) du rotor.

En référence à la Figure 9 selon l'invention, le système de transmission de puissance de ladite éolienne (1) reliant le rotor à la génératrice (16) de ladite éolienne (1) est composé d'un arbre lent (non représenté), d'un multiplicateur (13) et d'un arbre rapide (15), ledit arbre rapide (15) est apte à être bloqué rigidement par des organes de blocage (14) qui comprennent, sans que cela soit limitatif, des premiers organes de blocage (14.1) composés d'une mâchoire inférieure dentée (14.1) prévue sur un support (14.5) logé sur le cadre support (18) de la nacelle (3), des deuxièmes organes de blocage (14.2) composés de deux barres de liaison (14.2) qui sont aptes à être fixées au cadre support (18) de ladite éolienne (1) et au support (14.5) desdits premiers organes de blocage (14.1) de chaque côté desdits premiers organes de blocage (14.1) ainsi que de chaque côté des troisièmes organes de blocages (14.3) composés d'une mâchoire supérieure dentée (14.3), lesdits premiers (14.1) et troisièmes organes de blocage (14.3) étant alignés respectivement au-dessous et au-dessus des quatrièmes organes de blocage (14.4) composés d'une couronne dentée (14.4) prévue sur ledit arbre rapide (15) qui sont aptes à coopérer avec lesdits premiers (14.1) et troisièmes organes de blocage (14.3) par complémentarité de forme et de position pour former une position de blocage du système de transmission de puissance.

Pour atteindre ce but, lesdits premiers (14.1) et troisièmes organes de blocage (14.3) sont aptes à se déplacer verticalement le long desdites barres de liaison (14.2) en direction desdits quatrièmes organes de blocage (14.4) par l'intermédiaire, sans que cela soit limitatif, d'un mécanisme d'entraînement par engrenage à denture (non représenté) formant ainsi par accouplement rigide desdits premiers (14.1), troisièmes (14.3) et quatrièmes organes de blocage (14.4) une position de blocage dudit système de transmission de puissance bloquant la rotation du rotor, et inversement, formant ainsi une position de déblocage dudit système de transmission de puissance autorisant ladite rotation dudit rotor.

Ledit mécanisme d'entraînement par engrenage à denture comprend, sans que cela soit limitatif, une crémaillère prévue sur chacune desdites barres de liaison (14.2), deux pignons logés latéralement dans lesdits premiers organes de blocage (14.1), c'est à dire un pignon de chaque côté desdits premiers organes de blocage (14.1) aptes à coopérer par complémentarité de forme et de position avec chacune desdites crémaillères prévues sur lesdites barres de liaison (14.2), deux autres pignons logés latéralement dans lesdits troisièmes organes de blocage (14.3), c'est à dire un pignon de chaque côté desdits troisièmes organes de blocage (14.3) aptes à coopérer par complémentarité de forme et de position avec chacune desdites crémaillères prévues sur lesdites barres de liaison (14.2).

Lesdits pignons s'engrenant sur la denture de chacune desdites crémaillères sont aptes à être actionnés individuellement par des moteurs électriques réversibles (non représentés) qui sont aptes à être commandés par un dispositif de contrôle-commande (non représenté) apte à être relié au dispositif de contrôle-commande (30) selon la figure 10 de ladite éolienne ( 1 ) .

En référence à la Figure 10 selon l'invention, le dispositif de contrôle-commande (30) de ladite éolienne (1) est apte à être commandé à distance à partir du centre d'exploitation (31) de ladite éolienne (1) pour recevoir puis actionner les commandes de mise en position de protection (30.1), de mise en position d'état opérationnel (30.2) et de démarrage de la production électrique (30.3) de ladite éolienne (1) nécessaires au fonctionnement dudit dispositif de protection de ladite éolienne (1) selon le procédé de la présente invention,.

Ledit dispositif de contrôle-commande (30) de ladite éolienne (1) est également apte à transmettre à distance au centre d'exploitation de l'éolienne (31) les informations relatives aux paramètres de fonctionnement (30.5) dudit dispositif de protection de ladite éolienne (1) ainsi que les informations (30.4) relatives aux paramètres de fonctionnement de ladite éolienne (1). Une séquence automatique (30.6) de contrôle des fonctions de ladite éolienne (1) est opérée par le dispositif de contrôle-commande (30) de ladite éolienne (1) lorsqu'elle est dans son état opérationnel après l'événement de vents violents et donne lieu à un rapport transmis (30.7) au centre d'exploitation (31) de ladite éolienne (1).

Le dispositif de protection de l'éolienne (1) en cas d'événement de vents violents fonctionne selon l'invention de la manière suivante:

Lorsque la probabilité d'occurrence d'un événement de vents violents est avérée, prendre la décision d'actionner le dispositif de protection de l'éolienne (1) de façon à ce que la vitesse du vent sur le site où est implantée l'éolienne (1) soit dans la plage de celle qui permet l'actionnement du dispositif de protection de l'éolienne (1).

L'ensemble des opérations relatives au fonctionnement du dispositif de protection de l'éolienne (1) comme présenté ci-dessous est réalisé automatiquement et à distance depuis le centre d'exploitation de l'éolienne (31) par l'envoi, par des moyens de communication choisis, d'une commande de mise en position de protection (30.1) ou de mise en position d'état opérationnel (30.2) ou encore de démarrage de l'éolienne (30.3), au dispositif de contrôle-commande (30) pré-programmé à cet effet de l'éolienne.

L'actionnement à distance de la commande de mise en position de protection de l'éolienne (30.1) déclenche une séquence d'opérations automatiques qui diffère selon le nombre de pale(s) (6) que compte l'éolienne (1) de façon à ce que le basculement de la ou des pale(s) (6) ne soit pas bloqué par le mât-support (2) de l'éolienne (1). La séquence suivante présentée ici, non limitative, concerne une éolienne (1) comportant 3 pales (6) liées respectivement à trois pièces de liaison (5) liées à équidistance les unes des autres au moyeu (4), dans la direction circonférencielle dudit moyeu (4), et est à adapter selon le nombre de pales (6) de l'éolienne (1). À partir de la position d'état opérationnel de l'éolienne (1), caractérisée par la position opérationnelle (6.1) des pales (6), les pièces de liaison (5) accouplées rigidement au moyeu (4) et la rotation du rotor débloquée, la séquence d'opérations automatiques de mise en position de protection de ladite éolienne (1) comprend les phases consistant:

• à l'arrêt du rotor, l'axe central de l'extrémité (5.1) liée au moyeu

(4) d'une des 3 pièces de liaison (5) est en position 6 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• à la mise en position drapeau des pales (6) de l'éolienne (1);

· au blocage du rotor par actionnement des organes de blocage (14) du système de transmission de puissance de l'éolienne (1);

• au déblocage des organes de blocage (25), qui bloquent la pièce de liaison (5) au moyeu (4), des deux pièces de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 10 heures pour l'un et 2 heures pour l'autre par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• en l' actionnement du mécanisme d'entraînement des deux pièces de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 10 heures pour l'un et 2 heures pour l'autre par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A), le calage de pas des deux pales (6) qui sont liées à ces deux pièces de liaison

(5) est actif de façon à favoriser la rotation du mécanisme d'entraînement, l'actionnement du mécanisme d'entraînement entraîne la rotation de ces deux pièces de liaison (5) autour de l'axe central (Bl) de leur extrémité (5.1) liée au moyeu (4), ce qui entraîne le basculement des pales (6) qui sont liées à l'autre extrémité (5.2) de ces deux pièces de liaison (5), une fois basculée selon un certain angle (β) par rapport à leur position opérationnelle (6.1) les deux pales (6) sont inclinées dans la direction de la nacelle (3) et du mât-support (2) de l'éolienne (1), dans leur position de sécurité (6.2), le mécanisme de calage de pas variable de ces deux pales (6) est actif de façon à limiter les charges agissant sur elles;

• au blocage des organes de blocage (25), qui bloquent la pièce de liaison (5) au moyeu (4), des deux pièces de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 10 heures pour l'un et 2 heures pour l'autre par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• au déblocage du rotor par actionnement des organes de blocage (14) du système de transmission de puissance de l'éolienne (1);

• en la rotation du rotor selon un angle de 60° par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A) dans le sens anti-horaire, la pièce de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) était en position 6 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A) se retrouve avec son axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• au blocage du rotor par actionnement des organes de blocage (14) du système de transmission de puissance de l'éolienne (1);

• au déblocage des organes de blocage (25), qui bloquent la pièce de liaison (5) au moyeu (4), de la pièce de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• en l'actionnement du mécanisme d'entraînement de la pièce de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A), le calage de pas de la pale (6) qui est liée à cette pièce de liaison (5) est actif de façon à favoriser la rotation du mécanisme d'entraînement, l'actionnement du mécanisme d'entraînement entraîne la rotation de cette pièce de liaison (5) autour de l'axe central (Bl) de son extrémité (5.1) liée au moyeu (4), ce qui entraîne le basculement de la pale (6) qui est liée à l'autre extrémité (5.2) de cette pièce de liaison (5), une fois basculée selon un certain angle (β) par rapport à sa position opérationnelle (6.1) la pale (6) est inclinée dans la direction de la nacelle (3) et du mât-support (2) de l'éolienne (1), dans sa position de sécurité (6.2), le mécanisme de calage de pas variable de cette pale (6) est actif de façon à limiter les charges agissant sur elle;

• au blocage des organes de blocage (25), qui bloquent la pièce de liaison (5) au moyeu (4), de la pièce de liaison (5) dont l'axe central (Bl) de l'extrémité (5.1) liée au moyeu (4) est en position 4 heures par rapport à l'axe de rotation du moyeu (A);

• en l'alimentation électrique de ladite éolienne (1) par la source électrique autonome et indépendante du réseau électrique prévue en cas de coupure de celui-ci.

La position ainsi formée est la position de protection de l'éolienne en cas d'événement de vents violents de la présente invention. Ladite position de protection est caractérisée par les pales (6) en position de sécurité (6.2), les pièces de liaison (5) bloquées rigidement au moyeu (4) et la rotation du rotor bloquée. Pendant cette opération ainsi que dans cette position, le mécanisme d'orientation (17) de la nacelle (3) par rapport à la direction du vent est actif.

Après que l'événement de vents violents soit dissipé et que la probabilité d'occurrence de ce risque soit définitivement écartée par le centre météorologique régional spécialisé, la commande (30.2) de remise de l'éolienne (1) dans son état opérationnel est transmise à distance au système de contrôle-commande (30) de l'éolienne (1), cela déclenche la séquence inverse à celle précédemment présentée de façon à ce que les pièces de liaison (5) soient bloquées au moyeu (4) dans la position opérationnelle (6.1) des pales (6) et que le système de transmission de puissance de ladite éolienne (1) soit débloqué.

Lorsque ladite éolienne est dans sa position d'état opérationnel, une séquence automatique d'auto-contrôle (30.6) des fonctions de l'éolienne (1) est opérée par le dispositif de contrôle-commande (30) de ladite éolienne (1) et donne lieu à un rapport transmis (30.7) au centre d'exploitation (31) de ladite éolienne (1), si le rapport transmis (30.7) est positif, ladite éolienne (1) est remise en opération par la commande à distance correspondante (30.3) du dispositif de contrôle-commande (30) de l'éolienne (1), si ladite éolienne (1) présente des avaries, les mesures nécessaires sont prises par le centre d'exploitation (31) de l'éolienne (1).

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à permettre le fonctionnement optimal et sécurisé d'éoliennes (1) dans les régions sujettes aux événements de vents violents, comme par exemple les cyclones tropicaux.