Analyse et contrôle des parcs éoliens flottants pour la maximisation de la puissance produite via la relocalisation des plateformes en temps réel

Alors que la capacité éolienne offshore pourrait considérablement augmenter dans les années à venir, les éoliennes flottantes devraient contribuer de manière significative à la future capacité mondiale installée. Cependant, les éoliennes flottantes font face à plusieurs problématiques induites par l'excitation du vent et des vagues pouvant entraîner une réponse structurelle excessive et éventuellement, une défaillance. De plus, les interactions aérodynamiques entre les éoliennes d’un même parc diminuent la production d'énergie globale tout en endommageant les turbines en aval. Dans cette étude, un contrôleur basé sur la commande prédictive (MPC) est conçu, capable de repositionner les plateformes des éoliennes flottantes pour atteindre des positions cibles prédéfinies et de réguler leur production de puissance tout en assurant leur stabilité structurelle. La stratégie de contrôle adoptée repose sur la manipulation directe de la force de poussée et n’utilise que les entrées de contrôle conventionnelles présentes sur la majorité des modèles d’éoliennes, sans nécessiter d’actionneurs supplémentaires. Le contrôleur proposé tient également compte des perturbations environnementales et satisfait les contraintes du système pour assurer de bonnes performances et une opération en toute sécurité des éoliennes flottantes. Le contrôle de la position se fait alors sur deux niveaux. Dans un premier temps, une unique éolienne flottante a été considérée afin d’évaluer la capacité du contrôleur à répondre aux objectifs établis. Ensuite, un parc éolien flottant a été pris en compte afin d’évaluer l’apport du repositionnement des turbines sur la production totale du parc et sur l’atténuation de l’effet de sillage. Les résultats des simulations ont alors montré la capacité du contrôleur à réguler avec précision la position et la puissance d’une éolienne flottante tout en assurant sa stabilité structurelle, et ce, en présence de perturbations extérieures. Les résultats ont également mis en évidence le potentiel apporté par le repositionnement des turbines pour l’atténuation de l’effet de sillage ainsi que pour la maximisation et le contrôle de la puissance produite au sein d’un parc composé de trois éoliennes flottantes.