Désormais éprouvé à l'échelle commerciale, sur le site d'essai exposé de l'Atlantique, le dispositif C4 de CorPower Ocean a démontré sa capacité unique à s'accorder et à se désaccorder en fonction des différents états de la mer, limitant la réponse aux vagues de tempête extrêmes (jusqu'à 18,5 m) tout en amplifiant le mouvement et la capture d'énergie dans les vagues normales grâce à une nouvelle technologie de contrôle de la phase.

Cette progression marque une étape cruciale pour l'énergie houlomotrice, en s'attaquant aux deux principaux obstacles qui ont entravé l'adoption commerciale à ce jour : la capacité de survie et la production efficace d'énergie dans des conditions océaniques normales.

Ce point d'inflexion indique clairement que l'énergie houlomotrice est prête à être adoptée à grande échelle.

Depuis le déploiement en août 2023, tous les aspects clés des fonctions du système C4 ont été vérifiés avec succès, y compris l'exportation d'électricité vers le réseau, le contrôle et la surveillance automatisés du système ainsi que les méthodes sûres d'exploitation et de maintenance (O&M).

Les données recueillies ont permis d'étalonner le jumeau numérique, un modèle numérique complet utilisé pour prédire le comportement du système. Les données mesurées sur le mouvement et la puissance de sortie de la machine fonctionnant avec une nouvelle commande de phase "WaveSpring" ont légèrement dépassé les prévisions du jumeau numérique pour les réglages de machine utilisés. La première phase opérationnelle s'est achevée avec succès par la déconnexion et le remorquage du dispositif C4 jusqu'à la base terrestre de CorPower Ocean à Viana do Castelo pour son premier cycle de maintenance planifié. Cette démonstration de méthodes d'O&M efficaces est un objectif clé du programme de déploiement du C4, afin de soutenir le passage à l'échelle des fermes houlomotrices à l'avenir.

Après avoir effectué un premier contrôle et un premier cycle de maintenance sur terre, le C4 sera redéployé sur le site d'Agucadoura et le programme de démonstration se poursuivra. De plus amples détails sur les résultats de la première phase d'exploitation du C4 sont fournis ci-dessous.


Survivance à la tempête

La capacité de survie du C4 WEC a été vérifiée en affrontant quatre tempêtes majeures, avec confirmation de la capacité à reprendre les opérations et l'exportation d'électricité vers le réseau après chaque tempête. Pour rappel, CorPower C4 fonctionne de manière fiable pendant les tempêtes Babet et Aline (corpowerocean.com). La période la plus énergique a été vécue le 4 novembre avec la tempête Domingos qui a envoyé de la houle sur le site avec des hauteurs de vagues allant jusqu'à 18.Le CorPower C4 a établi un nouveau record de survie aux tempêtes (corpowerocean.com).

CorPower Ocean et ses partenaires du Programme d'accès aux pilotes (PAP) ont pu vérifier les principes de conception pour un fonctionnement robuste dans des vagues extrêmes offert par le mode Survie du dispositif CorPower C4. Fonctionnant en mode Survival désaccordé, qui est l'état naturel du système, le dispositif a montré une très faible réponse aux vagues incidentes malgré le fait que la coque du WEC a été complètement submergée pendant les pics de vagues sur une base régulière au cours de ces tempêtes. Dans le graphique ci-dessous, la courbe bleue montre la hauteur des vagues estimée par les capteurs embarqués le 4 novembre 2023, avec des vagues allant jusqu'à 18,5 m, tandis que la courbe verte montre le mouvement des machines tel que mesuré par les encodeurs de la boîte de vitesses à quelques décimètres au maximum.

Le faible mouvement des machines (quelques décimètres) dans ces vagues extrêmes confirme l'efficacité du principe de désaccord utilisé par le mode de survie, avec un mouvement des machines inférieur de près de deux ordres de grandeur par rapport aux vagues incidentes. La vérification de la très faible réaction aux vagues de tempête est considérée comme l'un des résultats les plus importants de la démonstration du C4 en mer jusqu'à présent. La résistance aux tempêtes a toujours été l'un des plus grands défis pour les dispositifs d'énergie houlomotrice.


Fonctionnement optimisé

Les résultats de la capacité de survie peuvent être comparés aux données mesurées avec le C4 fonctionnant dans un mode réglé où des mouvements de machines allant jusqu'à 3 m ont été observés dans des vagues incidentes de 1 m. En activant la phase WaveSpring du C4, on peut obtenir des résultats plus précis. En activant la technologie de contrôle de phase WaveSpring, le système commence à osciller en phase avec les vagues, ce qui a été confirmé pour amplifier fortement la réponse des machines aux vagues incidentes.


Accorder et désaccorder - une caractéristique clé pour une énergie houlomotrice compétitive

La capacité d'accorder et de désaccorder le dispositif en fonction des conditions océaniques, limitant la réponse aux tempêtes et amplifiant le mouvement et la capture de puissance dans les vagues régulières, a été clairement démontrée au cours de la période d'exploitation du C4 à Agucadoura. La vérification de l'amplification du mouvement et de la capture de puissance par le système de contrôle de phase est considérée comme un résultat clé du projet de démonstration HiWave-5.

La fonction d'accord et de désaccord des WECs de CorPower Ocean peut être comparée aux turbines éoliennes, où toutes les turbines modernes ont une fonction d'inclinaison des pales pour modifier la réponse aux conditions de vent, limitant les charges en cas de tempête tout en optimisant le rendement dans des conditions normales. Nous pensons que l'ajout d'une fonction similaire à l'énergie houlomotrice est essentiel pour en faire une source d'énergie propre fiable et compétitive.


Performance énergétique

Au cours de cette période de mise en service, l'accent a été mis sur la vérification de la sécurité et de la fiabilité des opérations dans toutes les conditions océaniques et sur le test rigoureux de chaque fonction du système. L'appareil a été exploité avec des enveloppes de mouvement limitées, offrant des marges de sécurité supplémentaires en limitant la vitesse maximale autorisée et la course de la machine, et un contrôleur de puissance de sortie robuste mais simple a été utilisé pour contrôler la machine pendant la majeure partie de la période. Des exportations de puissance allant jusqu'à 600 kW de puissance de pointe ont été enregistrées.

La configuration du groupe motopropulseur électrique a permis de limiter la puissance de crête à environ 600 kW. Au cours du premier cycle de maintenance à terre, il est prévu d'apporter des ajustements à la chaîne cinématique afin d'augmenter la puissance jusqu'à 850 kW. En raison de l'enveloppe de mouvement limitée et de la limitation de la puissance à 600 kW, le fonctionnement du système a été limité à des états de mer modérés au cours de cette première période d'exploitation. Dans les états de mer où l'opération réglée a pu être vérifiée, la puissance de sortie mesurée a légèrement dépassé les prévisions du jumeau numérique en utilisant les mêmes réglages des machines.


Étalonnage du jumeau numérique

Le jumeau numérique (un modèle numérique détaillé) du système a été étalonné à l'aide des données mesurées sur le mouvement, la puissance et la dynamique interne des machines. La chaîne de conversion de puissance a été représentée avec précision, avec une correspondance étroite entre les données mesurées et simulées, montrant une qualité d'ajustement typique de l'ordre de 96-99%. Cela indique que les composants de la prise de force sont correctement représentés, avec des pertes et des cartes d'efficacité appropriées. Les modèles hydrodynamiques sous-estiment légèrement l'absorption de puissance des vagues de l'océan par la coque du WEC, ce qui fait que le mouvement et la puissance mesurés dans l'océan dépassent légèrement les prévisions du jumeau numérique, pour les états de mer mesurés et les réglages spécifiques des machines utilisées. On peut s'attendre à ce que des ajustements soient apportés aux fonctions de correction non linéaires du modèle hydrodynamique, sur la base des données mesurées et des recherches en cours sur l'hydrodynamique non linéaire en collaboration avec des groupes universitaires de premier plan.


Surveillance et contrôle à distance

Les fonctions de surveillance et de contrôle à distance ont été vérifiées à partir du centre de contrôle de CorPower Ocean. Le système C4 a été initialement surveillé 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 par des opérateurs, ce qui a pu être réduit par la suite à des contrôles périodiques à mesure que le programme de mise en service avançait et que le système de supervision envoyait des alarmes aux opérateurs en cas d'événements nécessitant une attention particulière.


L'ancre UMACK

La première ancre UMACK à l'échelle commerciale développée par CorPower Ocean en collaboration avec des partenaires européens a été installée sur le site d'Agucadoura avec un fond marin sablonneux à 45 m de profondeur. Plus de détails sur cette innovation géotechnique sont disponibles ici Déploiement de l'ancre UMACK à l'échelle commerciale de CorPower Oceans. Lors du premier cycle opérationnel, avec le dispositif C4 connecté à l'ancre UMACK, un maintien stable de la station a été vérifié.


Opérations et maintenance (O&M)

Les méthodes de remorquage et de connexion du système C4 ont été démontrées avec succès en août 2023 lors du déploiement du convertisseur d'énergie houlomotrice de CorPower Ocean au Portugal. Après cela, les méthodes d'accès au système par une personne en mer ont pu être examinées et approuvées par des examinateurs de sécurité tiers, ce qui a ensuite permis aux techniciens de CorPower Ocean d'accéder à la machine sur site pour effectuer des inspections internes et des interventions mineures.

Après l'achèvement des essais de la première phase de mise en service, les méthodes de largage et de remorquage de l'appareil en vue d'un contrôle et d'un cycle de maintenance prévus à terre ont été démontrées avec succès. Le processus de libération consiste à actionner à distance un connecteur rapide situé entre le fond du système d'amarrage et l'ancre UMACK, ce qui permet au dispositif de faire surface. La période d'exploitation a permis d'acquérir des connaissances précieuses sur les méthodes d'exploitation et d'entretien en vue d'une exploitation efficace et peu coûteuse des fermes houlomotrices à grande échelle dans le futur.


Prochaines étapes

Le système C4 fait maintenant l'objet d'une séquence de vérification planifiée à terre. Des ajustements et des mises à niveau seront également effectués sur la base des enseignements tirés du premier cycle d'exploitation. Une fois terminé, le système sera redéployé à Agucadoura et fera l'objet d'une phase de montée en puissance afin de démontrer sa pleine capacité de production d'énergie et d'améliorer encore les méthodes de contrôle. Une fois le programme de mise en service achevé, une phase d'évaluation des performances énergétiques sera lancée conformément à la norme IEC/TS 62600-100.