FR2916248A1 - Wind converter assembly for wind power plant, has orientable mast for covering pillar, where height of pillar is equal to tenth of height of mast, and thrust bearing supporting large part of weight of mast on stand - Google Patents

Wind converter assembly for wind power plant, has orientable mast for covering pillar, where height of pillar is equal to tenth of height of mast, and thrust bearing supporting large part of weight of mast on stand Download PDF

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Abstract

The assembly has a wind converter (18) with a turbine and generator, and a vertical support comprising a fixed stand (10) with a base (12) fixed to the ground for supporting the assembly. A central pillar (14) is mounted on the base. An orientable mast (16) covering the pillar and comprises a constant section on a large part of the height of the mast. The height of the pillar is equal to tenth of the height of the mast. An orientation and support device has a thrust bearing (32) supporting a large part of weight of the mast on the stand. An independent claim is also included for a method for constructing a structure by successive sections for constructing a support of a wind converter assembly.

Description

La présente invention concerne un ensemble convertisseur éolien et sonThe present invention relates to a wind turbine converter assembly and its

procédé de construction, notamment un ensemble convertisseur éolien de grande puissance, c'est-à-dire dont la puissance s'exprime en mégawatts. Elle concerne aussi l'application d'un procédé de construction d'une structure par tronçons successifs depuis le bas à la construction d'un support d'au moins un convertisseur éolien. Dans le présent mémoire, on appelle "convertisseur éolien" un ensemble constitué d'une turbine, ayant un rotor à deux ou trois pales par exemple, et un générateur, c'est-àdire un dispositif fournissant de l'énergie électrique tirée de la rotation de la turbine. Un tel convertisseur est en général monté sur un "support" de grande hauteur afin que le convertisseur éolien se trouve dans des conditions favorables de force et de régularité du vent. On appelle "ensemble convertisseur éolien" selon l'invention un ensemble qui comprend d'une part un support vertical, éventuellement muni de bras ou autres appendices, et au moins un convertisseur éolien, de préférence plusieurs convertisseurs éoliens. On sait que la vitesse du vent augmente progressivement au-dessus du niveau du sol, qu'il s'agisse de la terre ou de la mer, et que l'énergie fournie par un convertisseur éolien dépend beaucoup de la vitesse et de la régularité du vent. Ainsi, un même convertisseur éolien donne d'autant plus d'énergie qu'il est placé à une plus grande hauteur. En outre, à une même hauteur, l'obtention de la quantité maxi-male d'énergie d'un convertisseur éolien nécessite une orientation relativement précise du convertisseur par rapport au lit du vent. De nombreuses autres conditions sont à prendre en considération pour la mise en oeuvre des convertisseurs éoliens, notamment leur comportement en cas de tempête.  method of construction, including a wind generator assembly of high power, that is to say whose power is expressed in megawatts. It also relates to the application of a method of construction of a structure in successive sections from the bottom to the construction of a support of at least one wind converter. In the present specification, the term "wind-energy converter" is intended to mean an assembly consisting of a turbine, having a rotor with two or three blades for example, and a generator, ie a device supplying electrical energy drawn from the turbine. rotation of the turbine. Such a converter is generally mounted on a "support" of high height so that the wind converter is in favorable conditions of strength and regularity of the wind. The term "wind converter assembly" according to the invention is a set that comprises firstly a vertical support, possibly provided with arms or other appendages, and at least one wind converter, preferably several wind converters. We know that the wind speed increases gradually above ground level, whether it is land or sea, and that the energy provided by a wind energy converter depends a lot on the speed and regularity the wind. Thus, the same wind converter gives more energy than it is placed at a greater height. In addition, at the same height, obtaining the maximum amount of energy of a wind converter requires a relatively accurate orientation of the converter relative to the wind bed. Many other conditions are to be considered for the implementation of wind converters, including their behavior in case of storm.

Cependant, dans le cadre de l'invention, on ne considère que les problèmes posés par la hauteur et l'orientation des convertisseurs éoliens.  However, in the context of the invention, we consider only the problems posed by the height and orientation of the wind converters.

On sait déjà réaliser des ensembles convertisseurs éoliens comprenant un support vertical fixe en tête duquel est monté un convertisseur éolien orientable possédant une turbine et un générateur. La réalisation de ces ensembles comprend d'abord la construction d'un support vertical fixe, essentiellement de forme fuselée et de section horizontale circulaire. Une grue mobile est alors utilisée pour placer un convertisseur éolien orientable en tête du support. Dans le domaine des convertisseurs de grande puissance que concerne l'invention, la puissance du convertisseur éolien placé en tête du support peut atteindre 2,5 MW. On travaille à la réalisation de convertisseurs éoliens encore plus puissants. Le problème posé par ces réalisations est que d'une part ces grues mobiles de grande hauteur sont peu nombreuses, et d'autre part elles sont limitées à une hauteur de 120 m environ. Il n'est donc pas possible, avec cette technologie, de réaliser des supports de plus grande hauteur. On sait pourtant que l'augmentation de la hauteur du support donnerait une augmentation de l'énergie récupérée. On a aussi envisagé, pour rentabiliser le coût du support, de monter plusieurs convertisseurs éoliens sur un même support, par exemple deux, trois, quatre ou cinq ou même plus. En effet, on sait réaliser des convertisseurs éoliens ayant des turbines dont le rotor a un diamètre de l'ordre de 100 m, et des turbines de plus grand diamètre sont au stade expérimental. On a ainsi proposé un ensemble convertisseur éolien comprenant un support constitué d'un pylône en treillis de forme effilée, portant un châssis à quatre bras aux extrémités desquels sont montés des convertisseurs éoliens, le châssis à quatre bras munis de convertisseurs pouvant tourner autour du support pour que les convertisseurs éoliens soient toujours convenablement orientés par rapport au lit du vent.  It is already known to produce wind turbine assemblies comprising a fixed vertical support at the top of which is mounted a steerable wind turbine converter having a turbine and a generator. The realization of these sets comprises firstly the construction of a fixed vertical support, essentially of tapered shape and circular horizontal section. A mobile crane is then used to place a steerable wind converter at the head of the support. In the field of high-power converters concerned by the invention, the power of the wind converter placed at the top of the support can reach 2.5 MW. We are working on the realization of even more powerful wind converters. The problem with these achievements is that on the one hand these mobile high-rise cranes are few, and secondly they are limited to a height of about 120 m. It is therefore not possible, with this technology, to achieve supports of greater height. It is known, however, that the increase in the height of the support would give an increase in the recovered energy. It has also been envisaged, to make the cost of the support profitable, to mount several wind converters on the same support, for example two, three, four or five or even more. Indeed, it is known to make wind turbines having turbines whose rotor has a diameter of the order of 100 m, and larger diameter turbines are in the experimental stage. It has thus been proposed a wind turbine converter assembly comprising a support consisting of a trellis tower of tapered shape, carrying a four-armed frame at the ends of which are mounted wind-powered converters, the four-armed chassis provided with converters that can rotate around the support so that wind turbines are always properly oriented relative to the wind bed.

On a aussi proposé le montage fixe de plusieurs convertisseurs éoliens sur un support qui peut tourner dans son ensemble sur un palier de butée placé à sa base. Toutes ces réalisations nécessitent pour leur montage l'utilisation de systèmes de levage, et présentent donc la même restriction de hauteur que les dispositifs à un seul convertisseur éolien, c'est-à-dire une hauteur maximale d'environ 120 m. On connaît déjà la construction de divers bâtiments par le bas. Selon cette technologie, la partie supérieure d'un bâtiment est construite sur un ensemble de vérins. Ensuite, cette partie supérieure est soulevée par les vérins, et une partie adjacente inférieure est construite sous la partie supérieure, les deux parties étant solidarisées. Ensuite, l'ensemble des deux parties est soulevé et une nouvelle partie adjacente inférieure est construite sous les précédentes. Le processus se poursuit jusqu'à ce que le bâtiment soit entièrement construit. L'ensemble de vérins peut être retiré ou non.  It has also been proposed to mount several wind turbine converters on a support which can rotate as a whole on a thrust bearing placed at its base. All these achievements require for their assembly the use of lifting systems, and therefore have the same height restriction as devices to a single wind converter, that is to say a maximum height of about 120 m. We already know the construction of various buildings from below. According to this technology, the upper part of a building is built on a set of cylinders. Then, this upper part is lifted by the cylinders, and an adjacent lower part is built under the upper part, the two parts being secured. Then all of the two parts are raised and a new lower adjacent part is built under the previous ones. The process continues until the building is fully constructed. The set of jacks can be removed or not.

L'invention a pour objet la réalisation d'un ensemble convertisseur éolien, comprenant un ou plusieurs convertisseurs éoliens, ayant un support dont la construction est effectuée par le bas et ne nécessite pas de grue mobile à flèche de grande hauteur.  The object of the invention is to provide a wind energy converter assembly, comprising one or more wind energy converters, having a support whose construction is carried out from below and does not require a mobile crane with a high boom.

L'invention a aussi pour objet la réalisation d'un ensemble convertisseur éolien, comprenant un ou plusieurs convertisseurs éoliens, et ayant un support de très grande hauteur, qui n'est pas limitée à 120 m. L'invention a en outre pour objet la réalisation d'un ensemble convertisseur éolien de grande puissance, par exemple de 10 MW, par association sur un même support de plusieurs convertisseurs éoliens ayant chacun une puissance par exemple de 2 ou 2,5 MW, dont la technologie est suffisamment évoluée pour ne pas nécessiter de travaux supplé- mentaires de développement. L'invention a aussi pour objet la réalisation, aussi bien à terre qu'en mer, de supports d'ensembles convertisseurs éoliens de grande hauteur.  The invention also relates to the realization of a wind turbine converter assembly, comprising one or more wind turbines, and having a very high support, which is not limited to 120 m. Another object of the invention is to provide a high-power wind converter assembly, for example 10 MW, by combining on the same support several wind converters each having a power of, for example, 2 or 2.5 MW. whose technology is sufficiently advanced not to require additional development work. The invention also relates to the realization, both on land and sea, supports high-rise wind turbine assemblies.

Plus précisément, selon l'invention, un ensemble convertisseur éolien est réalisé par construction d'un pylône par le bas autour d'un fût vertical fixé à une base, le fût permettant le montage successif de tronçons par le bas, construits successivement du haut en bas du pylône. Plus précisément, l'invention concerne un ensemble convertisseur éolien, du type qui comprend un support vertical, et au moins un convertisseur éolien comprenant une turbine et un générateur ; selon l'invention, le support comprend un socle fixe comprenant une base fixée au sol de support de l'ensemble et un fût monté sur la base, un pylône orientable coiffant le fût, le pylône ayant une section pratiquement constante sur la plus grande partie de sa hauteur, et un dispositif de support et d'orientation du pylône, et le support est tel que le fût a une hauteur au moins égale au dixième de la hauteur du pylône, et le dispositif de support et d'orientation comporte au moins deux paliers dont l'un au moins est un palier de butée destiné à supporter au moins la plus grande partie du poids du pylône sur le socle. Dans un mode de réalisation, le palier de butée est disposé sur l'extrémité du fût la plus haute, et l'autre palier est à proximité de la base. Dans un autre mode de réalisation, le palier de butée 25 est placé sur la base et l'autre palier est placé à proximité de l'extrémité du fût la plus haute. Le fût est de préférence formé de béton armé, par exemple précontraint. De préférence, le fût a une forme cylindrique de 30 section inscrite dans un cercle, par exemple, la section est cruciforme. De préférence, le dispositif de support et d'orientation du pylône sur le socle comporte en outre un troisième palier au moins, ayant une position comprise entre les deux 35 extrémités du fût. De préférence, le pylône est en treillis. Par exemple, le pylône est formé de tubes dont certains au moins ont une section par un plan horizontal qui est allongée dans une même direction. Dans un mode de réalisation, le pylône possède des bras de support qui en dépassent latéralement. De préférence, les 5 bras sont disposés symétriquement par paires. De préférence, le dispositif de support et d'orientation comporte un ensemble de commande de l'orientation du pylône autour du fût. L'invention concerne aussi l'application d'un procédé 10 de construction d'une structure par tronçons successifs depuis le bas à l'aide d'un système à vérins élévateurs à la construction d'un support d'un ensemble convertisseur éolien, qui se caractérise par la construction d'au moins deux tronçons successifs du support autour d'un fût vertical 15 fixé au sol par une base. De préférence, ce procédé de construction d'un support d'un ensemble convertisseur éolien, comprend la construction d'un socle comprenant une base fixée au sol et un fût vertical solidaire de la base, 20 la disposition d'un système élévateur à vérins sur la base autour du fût, la construction d'un premier tronçon de pylône sur le système élévateur placé autour du fût, le soulèvement du premier tronçon de pylône autour du 25 fût et son maintien à sa hauteur de soulèvement, et la construction d'un autre tronçon de pylône entre le système élévateur et le premier tronçon de pylône, le procédé comprenant en outre, à un moment approprié de la construction, des opérations complémentaires de montage d'un dispositif de support et d'orientation du pylône sur le socle. De préférence, le procédé comprend d'autres étapes de soulèvement de l'autre tronçon et de construction d'un tronçon supplémentaire. 35 De préférence, le soulèvement des tronçons de pylône comprend le guidage du dernier tronçon de pylône construit autour du fût.  More specifically, according to the invention, a wind energy converter assembly is made by constructing a pylon at the bottom around a vertical shaft fixed to a base, the shaft allowing the successive assembly of sections at the bottom, successively constructed from above. at the bottom of the pylon. More specifically, the invention relates to a wind turbine converter assembly, of the type which comprises a vertical support, and at least one wind turbine converter comprising a turbine and a generator; according to the invention, the support comprises a fixed base comprising a base fixed to the support floor of the assembly and a shank mounted on the base, an orientable pylon covering the shank, the pylon having a substantially constant section over most of its height, and a support device and orientation of the tower, and the support is such that the shaft has a height at least equal to one tenth of the height of the tower, and the support device and orientation comprises at least two bearings, at least one of which is a thrust bearing intended to support at least the greater part of the weight of the tower on the base. In one embodiment, the thrust bearing is disposed on the end of the uppermost barrel, and the other bearing is near the base. In another embodiment, the thrust bearing 25 is placed on the base and the other bearing is placed near the end of the uppermost shaft. The barrel is preferably formed of reinforced concrete, for example prestressed. Preferably, the barrel has a cylindrical shape of section inscribed in a circle, for example, the section is cruciform. Preferably, the device for supporting and orienting the pylon on the base further comprises a third bearing at least, having a position between the two ends of the barrel. Preferably, the pylon is lattice. For example, the pylon is formed of tubes some of which have at least one section by a horizontal plane which is elongated in the same direction. In one embodiment, the pylon has support arms that protrude laterally. Preferably, the arms are arranged symmetrically in pairs. Preferably, the support and orientation device comprises a control assembly of the orientation of the tower around the shaft. The invention also relates to the application of a method 10 of constructing a structure in successive sections from the bottom by means of a jacking system to the construction of a support of a wind turbine converter assembly, which is characterized by the construction of at least two successive sections of the support around a vertical shaft 15 fixed to the ground by a base. Preferably, this method of constructing a support of a wind turbine converter assembly comprises the construction of a pedestal comprising a base attached to the ground and a vertical shaft integral with the base, the provision of an elevating system with cylinders. on the base around the shaft, the construction of a first section of pylon on the lifting system placed around the shaft, the lifting of the first section of pylon around the shaft and its holding at its lifting height, and the construction of another section of pylon between the lift system and the first tower section, the method further comprising, at an appropriate time of construction, additional operations of mounting a support device and orientation of the tower on the base . Preferably, the method comprises other steps of lifting the other section and building an additional section. Preferably, the lifting of the tower sections comprises guiding the last section of tower constructed around the shaft.

De préférence, le procédé comporte en outre le montage d'au moins deux paliers dont l'un au moins est un palier de butée destiné à supporter au moins la plus grande partie du poids du pylône sur le socle.  Preferably, the method further comprises mounting at least two bearings, at least one of which is a thrust bearing intended to support at least the greater part of the weight of the pylon on the base.

De préférence, les opérations complémentaires de montage comprennent le montage du palier de butée à l'extrémité supérieure du fût. De préférence, la construction d'un socle comprend la fixation de la base au sol par des pieux.  Preferably, the complementary mounting operations include mounting the thrust bearing to the upper end of the barrel. Preferably, the construction of a base comprises fixing the base to the ground by piles.

Dans une variante, la construction d'un premier tronçon de pylône comprend la construction du tronçon à distance du socle, et le montage du premier tronçon sur le fût à l'aide d'un dispositif extérieur de levage. De préférence, au cours de la construction, les paliers coopèrent avec le pylône par blocage en rotation dans un plan horizontal et par coulissement en direction verticale, et le procédé comprend, dans sa partie finale, une étape de fixation du pylône sur les paliers afin que le pylône ne puisse pas coulisser verticalement par rapport à eux.  In a variant, the construction of a first tower section comprises the construction of the remote section of the base, and the mounting of the first section on the shaft using an external lifting device. Preferably, during construction, the bearings cooperate with the pylon by locking in rotation in a horizontal plane and by sliding in the vertical direction, and the method comprises, in its final part, a step of fixing the pylon on the bearings in order to that the pylon can not slide vertically with respect to them.

Un premier avantage de l'invention est qu'elle ne met en oeuvre que des technologies éprouvées. Ainsi, les technologies de construction par le bas de bâtiments et d'autres structures, telles que des pylônes en treillis, existent et sont couramment utilisées, les technologies de construction de convertisseurs éoliens de puissance de l'ordre de 2 à 2,5 MW existent, de tels convertisseurs pouvant être achetés sous forme prête à l'emploi, et les technologies de réalisation de socles fixés au sol par des pieux, aussi bien à terre qu'au fond de la mer, existent aussi, notamment dans le domaine pétrolier. Ainsi, l'invention associe des technologies existantes pour la réalisation d'ensembles convertisseurs éoliens de grande hauteur, pouvant avoir une grande puissance, et ne nécessite pas de développement technologique important.  A first advantage of the invention is that it uses only proven technologies. Thus, low-rise building technologies and other structures, such as lattice towers, exist and are commonly used, wind power converter construction technologies of the order of 2 to 2.5 MW such converters can be purchased in ready-to-use form, and technologies for the production of bases fixed to the ground by piles, both on the ground and at the bottom of the sea, also exist, particularly in the oil field. . Thus, the invention combines existing technologies for the realization of high-rise wind turbine assemblies, which can have a great power, and does not require significant technological development.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure lA est un graphique indiquant la variation de la vitesse du vent en fonction de la hauteur au-dessus du sol, la figure 1B représente un exemple d'ensemble convertisseur éolien de la technique antérieure, et la figure 1C représente un exemple d'ensemble convertisseur éolien selon l'invention ; la figure 2 est une vue schématique en élévation frontale d'un exemple d'ensemble convertisseur éolien à une seule turbine selon l'invention ; la figure 3 est une vue en plan du socle de l'ensemble convertisseur éolien de la figure 2 ; la figure 4 est une coupe du pylône et du fût de l'ensemble convertisseur éolien de la figure 2 ; la figure 5 est une vue schématique en élévation 15 frontale d'un ensemble convertisseur éolien à deux convertisseurs ; la figure 6 est une vue en plan de l'ensemble de la figure 5 ; la figure 7 est une vue schématique en élévation 20 frontale d'un ensemble convertisseur éolien selon l'invention à quatre convertisseurs, réalisé en mer, c'est-à-dire au large des côtes ; et la figure 8 est une coupe indiquant la forme du socle de l'ensemble de la figure 7. 25 Les figures 1A, 1B et 1C illustrent schématiquement l'invention, par comparaison d'ensembles convertisseurs éoliens connu et selon l'invention. La figure lA est un graphique indiquant, en fonction de la hauteur h, la vitesse horizontale du vent à diffé-30 rentes hauteurs hl, h2 et h3. Comme l'énergie récupérable avec un convertisseur éolien varie en fonction de la vitesse du vent portée à une puissance élevée (considérée en général comme étant de l'ordre de 3), un même convertisseur éolien peut donner 35 d'autant plus d'énergie qu'il est placé plus haut. La figure 1B représente un ensemble convertisseur éolien classique monté sur un support de 100 m de hauteur et comprenant un convertisseur éolien dont la turbine a un rotor de 80 m de diamètre. Dans l'exemple considéré, à la hauteur hl de 100 m du convertisseur, la vitesse du vent a une certaine valeur vl. La figure 1C représente un exemple d'ensemble convertisseur éolien selon l'invention dans lequel le support a une hauteur de 200 m et porte trois convertisseurs éoliens dont l'un est placé à un hauteur h3 de 200 m et les deux autres à un hauteur h2 de 150 m. Comme l'indique la figure lA, à la hauteur h2 de 150 m, la vitesse v2 du vent est supérieure d'environ 25 % à la vitesse vl. A la hauteur h3 de 200 m, la vitesse v3 du vent est supérieure d'environ 40 % à la vitesse vi. En conséquence, l'ensemble éolien à trois convertisseurs de la figure 1C donne une puissance disponible environ six fois supérieure à celle de l'ensemble de la figure 1B, c'est-à-dire que l'ensemble de la figure 1C peut remplacer six ensembles de la figure 1B. La caractéristique essentielle de l'invention est la réalisation de supports qui peuvent avoir une très grande hauteur, par mise en oeuvre de technologies éprouvées. La figure 2 représente schématiquement un ensemble convertisseur éolien selon l'invention, ne comportant qu'un seul convertisseur éolien. L'ensemble comporte essentielle-ment un socle 10 qui comprend une base 12 et un fût vertical 14, un pylône 16 et un convertisseur éolien 18 ayant une turbine dont le rotor porte des pales 20. Comme l'indiquent les figures 2 et 3, le socle 10 a une base 12 qui, dans ce cas particulier, comporte une partie périphérique sensiblement circulaire 22 raccordée par des bras 24 à la partie inférieure d'un fût central 14. La partie périphérique 22 de la base est avantageusement fixée au sol par des pieux 26. Le fût 14 et la base 12 qui constituent le socle 10 sont avantageusement formés de béton armé. Le fût 14 est cylindrique pratiquement sur toute sa hauteur, et, bien qu'il soit représenté avec une section circulaire, il peut avoir une section cruciforme qui est inscrite dans un cercle. Lorsque le fût doit supporter le poids du pylône 16, il est avantageux qu'il soit formé de béton précontraint. Le pylône 16 a avantageusement une structure en treillis de section constante sur pratiquement toute sa hauteur.  Other features and advantages of the invention will be better understood on reading the following description of embodiments, with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1A is a graph indicating the variation in the speed of the 1B represents an example of a wind converter assembly of the prior art, and FIG. 1C represents an example of a wind converter assembly according to the invention; FIG. 2 is a diagrammatic front elevational view of an example of a single turbine wind turbine converter according to the invention; Figure 3 is a plan view of the base of the wind converter assembly of Figure 2; Figure 4 is a section of the pylon and the shaft of the wind converter assembly of Figure 2; Figure 5 is a diagrammatic front elevational view of a two-converter wind turbine converter assembly; Figure 6 is a plan view of the assembly of Figure 5; Figure 7 is a schematic front elevational view of a wind converter assembly according to the invention with four converters, made at sea, that is to say off the coast; and FIG. 8 is a sectional view showing the shape of the base of the assembly of FIG. 7. FIGS. 1A, 1B and 1C schematically illustrate the invention, by comparison of known wind turbine assemblies and according to the invention. Figure lA is a graph showing, as a function of height h, the horizontal wind speed at different heights h1, h2 and h3. Since the energy recoverable with a wind energy converter varies according to the wind speed brought to a high power (generally considered to be of the order of 3), the same wind energy converter can give 35 more energy. that it is placed higher. FIG. 1B represents a conventional wind converter assembly mounted on a support 100 m in height and comprising a wind turbine converter whose turbine has a rotor of 80 m in diameter. In the example considered, at the height hl of 100 m of the converter, the wind speed has a certain value vl. FIG. 1C represents an example of a wind converter assembly according to the invention in which the support has a height of 200 m and carries three wind converters, one of which is placed at a height h3 of 200 m and the two others at a height h2 of 150 m. As shown in FIG. 1A, at the height h 2 of 150 m, the wind speed v 2 is about 25% higher than the speed v 1. At the height h3 of 200 m, the speed v3 of the wind is about 40% higher than the speed vi. As a result, the three-converter wind turbine assembly of FIG. 1C gives an available power approximately six times higher than that of the assembly of FIG. 1B, that is to say that the assembly of FIG. 1C can replace six sets of Figure 1B. The essential characteristic of the invention is the production of supports that can have a very large height, by using proven technologies. FIG. 2 diagrammatically represents a wind converter assembly according to the invention, comprising only one wind energy converter. The assembly essentially comprises a base 10 which comprises a base 12 and a vertical shaft 14, a pylon 16 and a wind turbine converter 18 having a turbine whose rotor carries blades 20. As indicated in FIGS. 2 and 3, the base 10 has a base 12 which, in this particular case, comprises a substantially circular peripheral portion 22 connected by arms 24 to the lower part of a central shaft 14. The peripheral portion 22 of the base is advantageously fixed to the ground by 26. The drum 14 and the base 12 which constitute the base 10 are advantageously formed of reinforced concrete. The barrel 14 is cylindrical substantially over its entire height, and although it is shown with a circular section, it may have a cruciform section which is inscribed in a circle. When the drum has to support the weight of the pylon 16, it is advantageous that it be formed of prestressed concrete. Pylon 16 advantageously has a lattice structure of constant section over substantially its entire height.

Comme l'indique la figure 4, dans cet exemple, il comporte quatre tubes 28 de coin, ayant de préférence une section ovale et reliés par des entretoises 30 formant un treillis, de sorte que le pylône 16 délimite un espace intérieur libre suffisamment grand pour loger le fût 14. A sa partie supérieure, le pylône 16 est muni d'une nacelle de support du convertisseur éolien 18. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le poids du pylône 16 et du convertisseur éolien 18 est supporté par un palier de butée qui est fixé aux poutres 28 du pylône et est en appui contre la partie supérieure du fût 14. Ce palier de butée 32 non seulement supporte le pylône 16, mais aussi permet sa rotation autour de l'axe vertical du fût. Un autre palier 34 est monté à proximité de la partie inférieure du pylône 16, entre celui-ci et la partie infé- rieure du fût 14. Pour des raisons qui apparaîtront dans la suite, un palier supplémentaire 36 au moins est avantageusement disposé à une position intermédiaire au moins de la hauteur du fût. De cette manière, le pylône peut tourner autour du fût 14, sous la commande d'un dispositif d'orien-tation (non représenté sur la figure 2, mais décrit en référence à la figure 5). En outre, un autre palier peut être disposé à proximité du palier de butée 32. Les paliers permettent la rotation du pylône 16 autour de l'axe vertical du fût 14. Lors de la construction, ils permettent aussi le coulissement vertical du pylône 16 suivant l'axe du fût. On considère maintenant la construction de l'ensemble convertisseur éolien des figures 2 à 4. D'abord, le socle 10 est construit et fermement fixé par des pieux 26, par mise en oeuvre de la technologie classique de construction en béton armé, bien connue des hommes du métier et qu'il n'est pas nécessaire de décrire plus en détail. Par exemple, le fût 14 a une hauteur de 60 m et un diamètre de 8 m, son épaisseur pouvant être de l'ordre de 1 m. Un système à vérins de construction par le bas est alors disposé autour de la partie inférieure du fût, comme 5 indiqué par la référence 38. Bien qu'il soit possible de disposer un premier tronçon préfabriqué de pylône sur le fût à l'aide d'une grue mobile, il est avantageux de ne pas du tout utiliser de grue mobile et de construire le pylône tronçon par tronçon, par la 10 technologie connue de construction par le bas. Par exemple, deux demi-tronçons préfabriqués de pylône, séparés dans un plan vertical, sont placés de part et d'autre du fût sur les vérins 38 et sont soudés. Ensuite, les vérins soulèvent le tronçon ainsi réalisé. Après fixation du tronçon soulevé par 15 rapport au fût, soit par des dispositifs spécifiques, soit par certains vérins, d'autres vérins sont abaissés et un nouveau tronçon est construit sur les vérins et sous le précédent tronçon. Les deux tronçons sont solidement raccordés, soumis aux opérations classiques de protection par 20 décapage, traitement chimique, peinture, etc., puis soulevés par les vérins. La construction procède ainsi tronçon par tronçon. La hauteur de chaque tronçon est inférieure à la hauteur du fût. Elle peut être avantageusement de l'ordre de 5 à 10 m. 25 Bien entendu, dès que le premier tronçon a dépassé la partie supérieure du fût, le convertisseur éolien est monté en haut du tronçon supérieur du pylône. Ce convertisseur peut être soit complet, avec ses pales, soit démuni de ses pales, celles-ci étant alors installées après la fin de la 30 construction du pylône, grâce à un système de treuil associé à la nacelle de support du corps du convertisseur éolien. Lorsque le dernier tronçon de pylône a été construit, le palier de butée placé à l'extrémité supérieure du fût est raccordé solidement au pylône, et les vérins sont suffisamment abaissés pour que le poids du pylône porte sur l'extrémité du fût 14. De cette manière, le fût est sous contrainte et peut travailler dans des conditions mécaniques avantageuses.  As shown in Figure 4, in this example, it comprises four corner tubes 28, preferably having an oval section and connected by spacers 30 forming a lattice, so that the pylon 16 defines a free inner space large enough to housing the barrel 14. At its upper part, the pylon 16 is provided with a support nacelle of the wind converter 18. In the embodiment of Figure 2, the weight of the pylon 16 and the wind converter 18 is supported by a thrust bearing which is fixed to the beams 28 of the pylon and bears against the upper part of the barrel 14. This thrust bearing 32 not only supports the pylon 16, but also allows its rotation about the vertical axis of the barrel. Another bearing 34 is mounted near the lower part of the pylon 16, between the latter and the lower part of the barrel 14. For reasons which will become apparent hereinafter, an additional bearing 36 is advantageously arranged at a distance of intermediate position at least the height of the drum. In this way, the pylon can rotate around the shaft 14, under the control of an orientation device (not shown in Figure 2, but described with reference to Figure 5). In addition, another bearing may be disposed near the thrust bearing 32. The bearings allow the rotation of the pylon 16 about the vertical axis of the drum 14. During construction, they also allow the vertical sliding of the pylon 16 next the axis of the shaft. The construction of the wind converter assembly of FIGS. 2 to 4 is now considered. First, the base 10 is constructed and firmly fixed by piles 26, by using conventional well-known reinforced concrete construction technology. skilled in the art and that it is not necessary to describe in more detail. For example, the shaft 14 has a height of 60 m and a diameter of 8 m, its thickness being of the order of 1 m. A bottom construction jack system is then disposed around the bottom of the barrel, as indicated by reference 38. Although it is possible to have a first prefabricated tower section on the barrel with the aid of a mobile crane, it is advantageous not to use mobile crane at all and to build the pylon section by section, by the known technology of construction from below. For example, two prefabricated half-sections of pylon, separated in a vertical plane, are placed on either side of the shaft on the cylinders 38 and are welded. Then, the cylinders raise the section thus realized. After fixing the section raised relative to the barrel, either by specific devices or by some cylinders, other cylinders are lowered and a new section is built on the cylinders and under the previous section. Both sections are securely connected, subjected to conventional pickling, chemical treatment, painting, etc. operations, and then lifted by the jacks. The construction proceeds thus section by section. The height of each section is less than the height of the barrel. It can be advantageously of the order of 5 to 10 m. Of course, as soon as the first section has passed the upper part of the drum, the wind energy converter is mounted at the top of the upper section of the pylon. This converter can be either complete, with its blades, or without its blades, these being then installed after the end of the construction of the pylon, thanks to a winch system associated with the support pod of the body of the wind converter. . When the last section of tower was built, the thrust bearing placed at the upper end of the shaft is firmly connected to the pylon, and the cylinders are lowered enough so that the weight of the pylon bears on the end of the drum. this way, the drum is under stress and can work in advantageous mechanical conditions.

On a indiqué que le fût pouvait comporter au moins un palier 36 en position intermédiaire. En fait, ces paliers 36 sont destinés à permettre un guidage de chaque tronçon en deux points au moins de sa hauteur lors de tout son dépla- cernent le long du fût. Bien entendu, le montage peut être réalisé différemment. Par exemple, des rails peuvent être présents le long du fût pendant la construction et peuvent être retirés ou non à la fin de la construction. De même, les vérins peuvent être retirés ou laissés en place. On a décrit un exemple dans lequel le poids du pylône et du convertisseur éolien est supporté par l'extrémité supérieure du fût. Bien entendu, il est aussi possible que le palier placé à l'extrémité supérieure du fût soit un simple palier n'ayant pas de fonction de butée, et que le poids du pylône soit encaissé par un palier de butée placé à la partie inférieure du pylône, entre celui-ci et la base, celle-ci formant ainsi un chemin de roulement de la partie inférieure du pylône.  It has been indicated that the barrel could comprise at least one bearing 36 in the intermediate position. In fact, these bearings 36 are intended to allow a guide of each section at least two points of its height during all its movement along the shaft. Of course, the assembly can be performed differently. For example, rails may be present along the shaft during construction and may or may not be removed at the end of construction. Similarly, the cylinders can be removed or left in place. An example has been described in which the weight of the pylon and the wind converter is supported by the upper end of the drum. Of course, it is also possible that the bearing placed at the upper end of the drum is a simple bearing having no stop function, and the weight of the pylon is cashed by a thrust bearing placed at the bottom of the pylon, between it and the base, the latter thus forming a raceway of the lower part of the pylon.

Pour l'orientation du pylône afin que le convertisseur éolien ait la disposition voulue par rapport au lit du vent, l'ensemble comporte un dispositif d'orientation du pylône, par exemple comprenant une couronne dentée extérieure placée à la partie inférieure du pylône et dont la rotation est commandée par un dispositif à moteur placé à la base de l'ensemble. Les figures 5 et 6 représentent un autre ensemble convertisseur éolien selon l'invention comprenant deux convertisseurs éoliens, de préférence identiques, montés aux extrémités de deux bras 40. Ces bras sont construits en même temps que le tronçon correspondant à proximité de la base 12, comme indiqué par la référence 40' qui désigne la position temporaire des bras en trait interrompu. Les deux convertisseurs éoliens sont de préférence placés symétri- quement par rapport au pylône. Comme l'indique la figure 6, si les convertisseurs sont décalés d'un côté de l'axe du pylône, un contrepoids 42 peut être monté sur le pylône. On note sur la figure 6 que les plans de rotation des turbines des deux convertisseurs 18 forment un petit angle, d'une manière connue dans la technique, afin de mieux dégager les espaces de rotation des pales de turbine.  For the orientation of the tower so that the wind converter has the desired disposition relative to the wind bed, the assembly comprises a device for orienting the tower, for example comprising an outer ring gear placed at the bottom of the tower and whose the rotation is controlled by a motor device placed at the base of the assembly. FIGS. 5 and 6 represent another wind turbine converter assembly according to the invention comprising two wind turbine converters, preferably identical, mounted at the ends of two arms 40. These arms are constructed at the same time as the corresponding section near the base 12, as indicated by the reference 40 'which designates the temporary position of the arms in broken lines. The two wind converters are preferably placed symmetrically with respect to the pylon. As shown in Figure 6, if the converters are offset on one side of the axis of the tower, a counterweight 42 can be mounted on the pylon. It will be noted in FIG. 6 that the turbine rotation planes of the two converters 18 form a small angle, in a manner known in the art, in order to better clear the turbine blade rotation spaces.

On ne décrit pas les caractéristiques de synchronisation des turbines, de sens de rotation, de mise en position de sécurité en cas de tempête, etc. car elles sont connues des hommes du métier et s'appliquent sans modification aux ensembles convertisseurs éoliens selon l'invention.  The characteristics of turbine synchronization, direction of rotation, setting in safety position in case of storm, etc. are not described. because they are known to those skilled in the art and apply without modification to wind turbine assemblies according to the invention.

Les figures 7 et 8 représentent un autre exemple d'ensemble convertisseur éolien selon l'invention, destiné à être monté au large des côtes. Plus précisément, l'ensemble éolien est destiné à être fixé au fond 44 de la mer 46, grâce à une structure de socle 48 qui comprend, de manière connue, un ensemble en treillis fixé au fond de la mer par des pieux et amené sur place le plus souvent par flottaison. Lorsque le socle 48 a été monté, un fût 50 est réalisé. Ce fût peut être placé non seulement depuis la partie supérieure de la base 48, mais aussi sur toute la hauteur du socle depuis le fond de la mer. Le fût peut être métallique. La caractéristique importante de ce mode de réalisation est que le socle 48 forme une surface supérieure 52 permet-tant le montage des vérins de construction par le bas du pylône. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 7, on a indiqué la présence de deux étages de convertisseurs montés sur des bras symétriques. Cependant, d'autres nombres et dispositions sont possibles.  Figures 7 and 8 show another example of wind converter assembly according to the invention, intended to be mounted off the coast. More specifically, the wind turbine unit is intended to be fixed to the bottom 44 of the sea 46, thanks to a base structure 48 which comprises, in known manner, a trellis assembly fixed to the seabed by piles and brought to place most often by flotation. When the base 48 has been mounted, a drum 50 is made. This barrel may be placed not only from the top of the base 48, but also over the entire height of the base from the seabed. The barrel may be metallic. The important feature of this embodiment is that the base 48 forms an upper surface 52 allows-the mounting of construction cylinders by the bottom of the pylon. In the embodiment shown in FIG. 7, the presence of two stages of converters mounted on symmetrical arms has been indicated. However, other numbers and arrangements are possible.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Ensemble convertisseur éolien, du type qui comprend un support vertical, et au moins un convertisseur éolien comprenant une turbine et un générateur, caractérisé en ce 5 que le support comprend - un socle fixe (10) comprenant une base (12) fixée au sol de support de l'ensemble et un fût (14) monté sur la base, - un pylône orientable (16) coiffant le fût (14), le 10 pylône (16) ayant une section pratiquement constante sur la plus grande partie de sa hauteur, et - un dispositif de support et d'orientation du pylône, le support étant tel que le fût (14) a une hauteur au moins égale au 15 dixième de la hauteur du pylône (16), et le dispositif de support et d'orientation comporte au moins deux paliers (32, 34, 36) dont l'un au moins est un palier de butée (32) destiné à supporter au moins la plus grande partie du poids du pylône (16) sur le socle (10). 20  A wind converter assembly, of the type which comprises a vertical support, and at least one wind turbine converter comprising a turbine and a generator, characterized in that the support comprises - a fixed base (10) comprising a base (12) attached to the support floor of the assembly and a shank (14) mounted on the base, - an orientable pylon (16) covering the shank (14), the pylon (16) having a substantially constant section over most of its height, and - a device for supporting and orienting the pylon, the support being such that the shaft (14) has a height at least equal to one tenth of the height of the tower (16), and the support device and orientation comprises at least two bearings (32, 34, 36), at least one of which is a thrust bearing (32) for supporting at least most of the weight of the pylon (16) on the base (10) . 20 2. Ensemble convertisseur éolien selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier de butée (32) est disposé sur l'extrémité du fût (14) la plus haute, et l'autre palier (34) est à proximité de la base.  Wind turbine converter assembly according to Claim 1, characterized in that the thrust bearing (32) is arranged on the end of the uppermost shaft (14) and the other bearing (34) is near the base. . 3. Ensemble convertisseur éolien selon l'une des 25 revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le pylône (16) a une structure en treillis.  3. Wind converter assembly according to one of claims 1 and 2, characterized in that the tower (16) has a lattice structure. 4. Ensemble convertisseur éolien selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pylône (16) possède des bras (40) de support qui en dépassent 30 latéralement.  4. Wind converter assembly according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the pylon (16) has support arms (40) which protrude laterally. 5. Ensemble convertisseur éolien selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de support et d'orientation comporte un ensemble de commande de l'orientation du pylône (16) autour du fût (14). 35  5. A wind converter assembly according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the support and orientation device comprises a control assembly of the orientation of the tower (16) around the shaft (14). 35 6. Application d'un procédé de construction d'une structure par tronçons successifs depuis le bas à l'aide d'un système à vérins élévateurs (38) à la construction d'un support d'un ensemble convertisseur éolien, caractérisée parla construction d'au moins deux tronçons successifs du support autour d'un fût vertical (14) fixé au sol par une base (12).  6. Application of a method of constructing a structure in successive sections from below with the aid of a jack-up system (38) to the construction of a support of a wind converter assembly, characterized by the construction at least two successive sections of the support around a vertical shaft (14) fixed to the ground by a base (12). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce 5 qu'il comprend la construction d'un socle (10) comprenant une base (12) fixée au sol et un fût vertical (14) solidaire de la base, la disposition d'un système élévateur à vérins (38) sur 10 la base (12) autour du fût (14), la construction d'un premier tronçon de pylône (16) sur le système élévateur (38) placé autour du fût (14), le soulèvement du premier tronçon de pylône (16) autour du fût (14) et son maintien à sa hauteur de soulèvement, et 15 la construction d'un autre tronçon de pylône (16) entre le système élévateur (38) et le premier tronçon de pylône (16) , le procédé comprenant en outre, à un moment approprié de la construction, des opérations complémentaires de mon-20 tage d'un dispositif de support et d'orientation du pylône (16) sur le socle (10).  7. Method according to claim 6, characterized in that it comprises the construction of a base (10) comprising a base (12) fixed to the ground and a vertical shaft (14) integral with the base, the arrangement of an elevator system with cylinders (38) on the base (12) around the shaft (14), the construction of a first tower section (16) on the elevator system (38) placed around the shaft (14), the lifting the first tower section (16) around the shaft (14) and maintaining it at its lifting height, and constructing another tower section (16) between the elevator system (38) and the first section of the tower (16). pylon (16), the method further comprising, at an appropriate time of construction, additional operations of mon-tage a device for supporting and orientation of the pylon (16) on the base (10). 8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comprend d'autres étapes de soulève- ment de l'autre tronçon et de construction d'un tronçon 25 supplémentaire.  8. Method according to one of claims 6 and 7, characterized in that it comprises other steps of lifting the other section and construction of an additional section 25. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le soulèvement des tronçons de pylône (16) comprend le guidage du dernier tronçon de pylône construit autour du fût (14). 30  9. Method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the lifting of the tower sections (16) comprises guiding the last tower section constructed around the shaft (14). 30 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le procédé comporte en outre le montage d'au moins deux paliers (32, 34, 36) dont l'un au moins est un palier de butée (32) destiné à supporter au moins la plus grande partie du poids du pylône (16) sur le 35 socle (10).  10. Method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the method further comprises mounting at least two bearings (32, 34, 36) of which at least one is a thrust bearing ( 32) for supporting at least most of the weight of the pylon (16) on the base (10). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les opérations complémentaires de montage comprennent le montage du palier de butée (32) à l'extrémité supérieure du fût (14).  11. Method according to any one of claims 6 to 10, characterized in that the complementary mounting operations comprise mounting the thrust bearing (32) to the upper end of the barrel (14).
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