Comment les raccords rapides réduisent les coûts de maintenance des éoliennes et aident à prévenir les défaillances d’IGBT

Les inverseurs électroniques d’énergie sont des composants essentiels des éoliennes. Ils sont également, selon une publication du MDPI, l’un des composants les plus fréquemment défaillants (source: MDPI). La principale cause est une mauvaise dissipation de la chaleur, qui implique la mise à l’arrêt, des pertes de revenu et des coûts de maintenance élevés. Une régulation thermique efficace utilisant des raccords rapides permet de réduire ces complications et prolonge la durée de vie de l’IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor – ou transistor bipolaire à grille isolée).

L’évolution ultra rapide de l’électronique de puissance a renforcé la demande de systèmes de dissipation de chaleur efficaces et modernes. Malheureusement, l’incapacité de dissiper efficacement la chaleur est un problème récurrent entraînant une moindre efficacité du système et, dans le pire des cas, une panne.

Le composant essential d’un inverseur électronique d’énergie est le transistor électronique, par ex. un IGBT. La génération massive de chaleur requiert souvent une régulation thermique par système de refroidissement liquide. Ci-dessous, un exemple de la séquence des évènements se produisant lors de la conversion du courant par un transistor électronique dans un convertisseur de puissance électronique :

1. Dans la turbine, le générateur génère du CA (courant alternatif)
2. Le CA est converti en CD (courant direct), ce qui induit un stress thermique au niveau de l’IGBT
3. Le CD est ensuite reconverti en CA au bon voltage et à la bonne fréquence ...
4. ... qui part ensuite dans le réseau. Comme illustré ci-dessus, cela implique un stress thermique au niveau de l’IGBT. En cas de mauvaise dissipation de la chaleur, l’IGBT risque de griller, et donc d’entraîner une défaillance et un arrêt du système.

Evitez des pannes d’IGBT coûteuses liées à un mauvais refroidissement

Une gestion inefficace des températures élevées dans les convertisseurs de puissance électronique des éoliennes génère un emballement thermique et une durée de vie réduite du système ou, dans les cas plus graves, des modules qui grillent, et peut avoir des conséquences extrêmement coûteuses. Concrètement, hors interruptions et perte de revenus, les coûts de maintenant d’un IGBT défectueux peuvent monter jusqu’à 100 000 € par jour, notamment si les éoliennes sont au large des côtes, nécessitant l’intervention de bateaux, grues ou hélicoptères. Il est donc primordial d’investir dans des composants de haute qualité pour le système de régulation thermique afin d’éviter des pannes inutiles et coûteuses.

Les raccords rapides permettent de travailler avec des modules préremplis

Quand la situation devient critique et que l’IGBT arrive en fin de cycle de vie, une conception intelligente utilisant des raccords rapides accélère considérablement le travail de maintenance sur site et minimise les pertes de production. Des modules IGBT complets avec liquide de refroidissement prérempli se connectent facilement, sans avoir à effectuer la vidange et le remplissage dans l’espace confiné de la nacelle. Utiliser des raccords rapides anti-goutte de haute qualité évite les soucis de déversement ou de fuite. Il suffit de déconnecter le module IGBT en place, de connecter le nouveau module et de redémarrer le système. Le module défaillant peut être ramené à l’atelier pour vidange, remplacement de l’IGBT et remplissage.

En outre, utiliser des raccords rapides au lieu d’autres solutions offre l’avantage d’accélérer les processus d’assemblage et d’installation, qui prennent sinon énormément de temps, induisant des coûts de production très élevés. Les raccords rapides ne demandant pas de serrage de précision avec couple de serrage, une tâche délicate sur des raccords à bride généralement plus difficiles à atteindre, les coûts de production peuvent ainsi être réduits.

Conçus pour résister aux vibrations

Les vibrations mécaniques sont un autre défi majeur des éoliennes. Les vibrations proviennent souvent des vis, boulons et écrous qui se desserrent au fil du temps. Ces vibrations peuvent être à l’origine d’un relâchement des brides, créant ainsi une fuite dans le circuit de refroidissement fermé. Tout comme la surchauffe, cela peut être source de coûts de maintenance élevés. Ces problèmes sont toutefois évitables avec des raccords rapides fiables et de qualité. 

La gamme de raccords rapides ultraFLOW de CEJN offre un net avantage lors de la déconnexion d’une partie du circuit. Ces raccords ferment des sections du système convertisseur et garantissent l’absence de fuites – une caractéristique inexistante sur les vannes classiques.

Avec les raccords ultraFLOW de CEJN, l’opérateur n’a plus qu’à vidanger un volume minimum de réfrigérant du système, et non plus les 200 litres. Cela permet de gagner un temps précieux et optimise la disponibilité de l’éolienne et les coûts associés.

 

Rédigé par :

Kenneth Kjellberg
Responsable Ingénierie 

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