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Une construction innovante avec des courroies synchrones en polyuréthane.

22/07/2019

Dans le domaine de l’industrie éolienne est apparue une demande à peine réalisable pour l’entretien des pales de rotor.

La solution: Une cabine mobile de la société brandebourgeoise WP Systems GmbH a doublé le nombre de missions de maintenance possibles par an par rapport aux systèmes précédents. La cabine est équipée de courroies linéaires BRECO®, qui jouent un rôle prépondérant dans l’optimisation du poids de la structure.

Nous observons une tendance positive: avec 100 térawatts fournis par des centrales éoliennes terrestres, cette source d’énergie respectueuse de l’environnement était la deuxième source d’énergie la plus répandue en 2018, devant même l’énergie nucléaire et le charbon. Cependant, les structures ne peuvent pas atteindre leur durée de vie prévue de 20 ans sans réparations ni travaux de maintenance. C’est difficile à croire, mais les pales du rotor en plastique renforcé de fibres de verre sont particulièrement touchées par l’érosion, les éclairs et les déchirures causées par les fortes fluctuations de charge. En Allemagne, les pales du rotor sont généralement inspectées tous les deux ans par des techniciens de service utilisant des systèmes à câbles. «Toutefois, les travaux de réparation des stratifiés à l’aide des systèmes à treuil sont difficilement réalisables», explique Ole Renner, l’un des deux directeurs de WP Systems, société spécialisée dans l’entretien des pales de rotor et le démantèlement des éoliennes. Il ajoute: «Il y a une tendance à aller vers des cabines de services mobiles. Le parc des systèmes est à ce jour représenté par des plates-formes de services ouvertes, c’est-à-dire des structures à châssis ouvert rappelant à des échafaudages mobiles. » Une fois que leur cadre est stabilisé sur la tour, ils sont hissés sur le rotor à l’aide de treuils. Ces plates-formes de service simples permettent à nos techniciens de service de poncer les pales du rotor, de les laminer avec de la résine polyester et de les sceller avec un revêtement. Cependant, un problème subsiste: l’application de stratifiés et de résines n’est possible que lorsqu’il ne pleut presque pas et que les températures ne sont pas inférieures à 12°C. Cela rend les réparations du rotor pratiquement impossibles en hiver et ne laisse que quelques heures par jour pendant les périodes de transition. Il est également impossible d’effectuer des travaux de réparation lorsque la vitesse du vent dépasse 12m/s. Ole Renner explique: «Jusqu’à présent, ces trois facteurs ont limité les jours d’intervention possibles à une moyenne de 60 à 100 jours maximum par site. C’est le résultat de notre analyse statistique des données météorologiques de plusieurs parcs éoliens. Pour l’industrie, cette activité saisonnière avec 30 000 usines rien qu’en Allemagne représente un défi de taille. »

 

Concept pour le système terra 1.1
Holger Müller, expert avec des années d’expérience dans le domaine de l’énergie éolienne et directeur de WP Systems, explique l’idée de la plate-forme de service mobile terra 1.1 comme suit:
«Notre approche consistait à développer un système complet qui permettrait de réparer les pales du rotor toute l’année. Cela nécessite non pas une mais plusieurs innovations :

• Pour fournir un environnement sec, la plate-forme de service doit former une enceinte étanche autour de la zone de réparation. De plus, le mécanisme doit pouvoir être adapté à différents contours et sections.

• Il faut trouver une solution pour appliquer des résines à basse température.

• La plate-forme de service doit être transportable avec des remorques à essieu tandem conventionnelles. Cela signifie que le poids de la remorque et de la plate-forme est limité à 3,5 tonnes. ”

Avec cet objectif complexe en tête, une équipe interdisciplinaire d’ingénieurs en machines et d’experts en matériaux et construction légère ainsi que des spécialistes en simulation ont fondé WP Systems en 2015.

 

Solution structurelle pour la plate-forme de service terra 1.1

En quelques années seulement, la nouvelle équipe a répondu à toutes les exigences du système terra 1.1, y compris les plus strictes en matière de certification, y compris le travail de nuit. La nouvelle plate-forme de service terra 1.1 est vraiment un atelier mobile. Il consiste en une structure légère en aluminium, qui peut être transformée en cabine de travail étanche au vent utilisant des bâches et des portes. Elle est équipée de tout le nécessaire, notamment de l’électricité, de la lumière, des outils et des matériaux de réparation. Afin de fermer de manière flexible l’espace entre la pale du rotor et le sol ou le plafond, des couvercles ajustables ont été développés, qui sont adaptés au contour aérodynamique des pales du rotor. Ils peuvent être positionnés à une distance de seulement quelques centimètres de n’importe quelle pale de rotor. Une bande de caoutchouc avec des ventouses scelle l’espace restant entre les couvercles et les pales du rotor pour le rendre étanche à l’eau. Cela permet d’effectuer des réparations même lorsqu’il pleut.

Pour permettre à la résine d’être appliquée les jours où la température est inférieure à 12 ° C, les développeurs de WP Systems utilisent des radiateurs à infrarouges pour chauffer la zone de réparation. En quelques minutes à peine, ce système permet d’atteindre des températures supérieures à 30 ° C, même à basses températures ambiantes. De plus, la résine polyester et le durcisseur sont stockés dans une boîte de transport chauffée pour que la chaîne de température ne soit jamais interrompue. Avec ce type de préparation, des travaux de réparation de toute durée sont désormais possibles à des températures aussi basses que 0 ° C et même, pendant de brèves périodes, à des températures aussi basses que -10 ° C.

La remorque à axe tandem avec le système de plate-forme de service terra 1.1 de WP Systems en Suède. Le poids total autorisé de 3,5 tonnes ne doit pas être dépassé malgré une technologie de système étendue telle que des commandes, une alimentation électrique, des treuils à câble, etc.

 

Entraînements à courroie de distribution pour soutenir et faire tourner la chambre de travail

Le déplacement de la cabine le long de la pale du rotor nécessite principalement trois mouvements différents: Le déplacement vertical de la cabine se fait à l’aide d’un treuil à câble. Les mouvements de cabine en horizontal, en appui sur la tour par la structure de support et en rotation autour de son axe vertical, de manière à ce qu’elle puisse suivre les contours de la pale de rotor aussi près que possible, sont réalisés à l’aide de courroies.

 

Le plus grand défi: la chasse au poids

Un montage en omega de la transmission ainsi qu’une pression exercée des galets pour empêcher un saut de dent ont permis de limiter la force de prétension et par ce biais permis de mettre des profilés dimensionnés pour supporter uniquement la charge de la cabine.

 

Le châssis télescopique de 15,5 m de long est composé de plusieurs segments pour permettre le transport sur une remorque. C’est une bonne chose que la transmission de la même longueur soit facile à enrouler et à dérouler… et qu’elle s’installe en un tour de main avec un système de clipsage.

 

Stable et résistant aux intempéries: BRECOprotect ®

La courroie Protect s’est imposée naturellement par ces caractéristiques techniques.

  • Une armature entièrement enveloppée par du polyuréthane empêchant ainsi la corrosion.

  • Un polyuréthane spécifique neutralisant la prise d’eau.

 

Particulièrement adapté aux environnements humides et particulièrement léger: profilés en aluminium et courroie de distribution BRECOprotect ®. La courroie est positionnée à l’extérieur au-dessus du cadre télescopique. L’entraînement en oméga tire le cadre de section creuse d’avant en arrière sur les rouleaux des sections du cadre télescopique. Le rapport de transmission élevé du servo-engrenage permet l’utilisation d’un petit moteur léger avec frein intégré.

 

Petite astuce – super effet: guidage positif de la courroie de distribution autour de la poulie.

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