Pleine puissance du vent et du soleil : notre refroidissement la rend possible

Les dommages par corrosion sur les plaques froides d’onduleurs ont presque toujours l’une de trois causes, et aucune n’est la qualité de la plaque : un fluide de refroidissement inadapté ou vieilli, sans inhibiteurs efficaces, une installation mixte de différents métaux dans le circuit, ou de l’humidité venue de l’extérieur sur une surface insuffisamment protégée. Dans les centrales au sol s’ajoute la corrosion extérieure : un refroidisseur en aluminium nu à proximité du littoral ou en atmosphère industrielle a besoin d’un traitement de surface adapté, et une anodisation plus épaisse y est plus efficace qu’une fine couche décorative. C’est pourquoi nous évaluons conjointement, à chaque demande, le fluide de refroidissement, les matériaux du circuit et l’environnement extérieur. Limite : un traitement de surface ne protège pas contre un fluide de refroidissement agressif à l’intérieur. La face interne ne peut pas être revêtue après coup, c’est donc là que le choix du matériau décide.

Un refroidisseur métallique sans pièces d’usure peut atteindre des durées de service de deux décennies, mais la durée de vie ne se joue pas sur le métal. Elle se joue à trois autres endroits : l’entretien du fluide de refroidissement, les joints et les flexibles, et le traitement de surface contre la corrosion extérieure. Les élastomères vieillissent indépendamment du fonctionnement et sont en règle générale les premiers composants à devoir être remplacés ; un concept de refroidissement avec des raccords vissés à étanchéité métallique plutôt que des joints toriques est donc plus durable, mais plus exigeant au montage. Pour les installations à longue durée de service, nous prévoyons en outre la disponibilité des pièces de rechange et documentons la géométrie et les matériaux de manière qu’une refabrication reste possible des années plus tard. Limite : nous ne donnons pas d’engagement de durée de vie en années, car elle dépend entièrement de conditions d’exploitation et de maintenance que nous ne contrôlons pas.

Pour les onduleurs en extérieur, le refroidissement à air est la solution la plus simple tant qu’il suffit thermiquement : il ne demande ni circuit, ni concept antigel, ni contrôle d’étanchéité. Il a toutefois deux faiblesses en utilisation extérieure : un chemin d’air ouvert aspire poussière, pollen et humidité dans l’appareil, et la puissance de refroidissement diminue à mesure que la température ambiante monte, précisément au moment où l’installation délivre sa plus forte puissance. Le refroidissement liquide découple l’appareil de l’air ambiant, permet des boîtiers fermés à indice de protection élevé et déporte l’évacuation de la chaleur vers un aéroréfrigérant librement plaçable. Le prix à payer, ce sont le circuit, la pompe, l’antigel et la maintenance. Limite et honnêteté : pour les petites classes de puissance, le refroidissement liquide est surdimensionné. Si ta puissance dissipée est maîtrisable en refroidissement à air, nous recommandons l’air, même si nous gagnons davantage sur une plaque froide.

Le collage est possible et il est utilisé lorsqu’un vissage n’est pas réalisable sur le plan de la conception ou lorsque le joint de colle doit en même temps assurer l’étanchéité, par exemple pour un dissipateur thermique posé de l’extérieur sur un boîtier fermé. Le prix thermique est considérable : même une colle thermoconductrice conduit la chaleur bien moins bien que le métal, si bien que la couche de colle devient la résistance déterminante. D’où la règle : couche de colle aussi mince et aussi régulière que possible, et la surface doit être plane. Les colles à base de silicone restent élastiques dans la durée et résistent aux cycles de température, mais conduisent particulièrement mal ; les colles époxy chargées conduisent mieux, mais elles sont rigides et transmettent les contraintes. Limite : en environnement corrosif comme à proximité du littoral, le joint de colle décide de la durée de vie de tout l’assemblage. Nous y recommandons donc une sécurisation mécanique en complément du collage.

Un refroidisseur à liquide métallique n’a pas de pièces d’usure et est dimensionné pour la durée de vie du véhicule. Ce qui limite, ce n’est pas l’aluminium ou le cuivre, mais la corrosion due à un fluide de refroidissement inadapté ou vieilli et la fatigue au niveau des raccords. Concrètement, la maintenance signifie donc : changer le fluide de refroidissement à l’intervalle prescrit, vérifier l’effet des inhibiteurs, contrôler les raccords vissés. L’obstruction est un sujet sur les plaques à structure interne à canaux étroits lorsque le circuit véhicule des particules ; ici, la mesure efficace est un filtre dans le système, et non une section de canal plus grande. Pour les projets ferroviaires dont la durée de service se compte en décennies, nous intégrons la disponibilité des pièces de rechange et documentons les matériaux et la géométrie des tubes de manière qu’une refabrication reste possible plus tard. Limite : nous ne pouvons pas donner d’engagement de durée de vie en heures de service, car elle dépend entièrement de l’entretien du fluide de refroidissement et des conditions du système.

Lorsque la spécification manque, trois indications suffisent pour une première proposition fiable : la puissance dissipée, l’espace d’installation disponible et la température que le composant ne doit pas dépasser. Tout le reste (fluide de refroidissement, débit volumique, procédé), nous pouvons le proposer plutôt que le demander. Ce qui ne fonctionne pas, c’est un dimensionnement sans puissance dissipée : un dissipateur thermique sans charge thermique connue n’est pas dimensionnable, et celui qui confirme malgré tout des valeurs thermiques travaille avec des hypothèses. C’est précisément ce que nous avons rencontré dans des situations de concurrence où des clients avaient reçu des données confirmées sans connaissance de la puissance dissipée. Nous nous en tenons à distance. Limite : les résultats de simulation sont des résultats de calcul. Nous les signalons comme tels et précisons qu’ils doivent être confirmés par une mesure sur le montage réel.

Nous partons de ton cas de charge : puissance dissipée, répartition sur la surface, température admissible du composant, température d’entrée, débit volumique et espace d’installation. Il en découle le budget Rth, que nous éprouvons en simulation thermique contre des variantes de tracé des canaux, avant que la conception ne commence.

Par le profil de charge plutôt que par le point nominal. Dans l’éolien et le solaire, les cycles de température sont souvent plus critiques que la température maximale, car ce sont eux qui déterminent la durée de vie des couches d’assemblage du module de puissance.

Nous mettons en œuvre cuivre, cupronickel, acier inoxydable et aluminium. Le choix suit trois critères : conductivité thermique, compatibilité avec le fluide et exigence mécanique. Souvent, nous combinons : un matériau conducteur au niveau de la source de chaleur, un matériau résistant au contact du fluide.

Le standard est l’essai en pression de chaque pièce ; pour les applications exigeantes, nous contrôlons en plus par test de fuite à l’hélium et documentons le taux de fuite par pièce. Le taux de fuite cible est défini avant la conception.

Du refroidisseur à microcanaux de 30 mm de long à la plaque froide de 3 m (30.000 mm), jusqu’à la grande pièce de précision entièrement refroidie. Ce qui est réalisable ne dépend pas de la seule taille, mais du matériau, du mode de construction et de la tolérance : donne-nous tes dimensions, nous te dirons dans quel mode de construction nous les fabriquons.

Nous adaptons le matériau et la protection de surface aux conditions ambiantes ; le cupronickel et l’acier inoxydable sont ici souvent le bon choix.

Oui. Le refroidissement de stator pour générateurs et la thermorégulation surfacique pour le stockage par batteries font partie de notre spectre, de même que le refroidissement d’appareillages et de conteneurs.

Échantillons en 6-8 semaines environ en délai standard, en 2-4 semaines en express. Pour la série, nous fabriquons de manière hautement automatisée en Allemagne ; les pièces standard sensibles au coût proviennent de nos joint-ventures en Asie.

Oui, c’est pour nous le cas normal. Nous signons ton accord de confidentialité ou fournissons le nôtre. Par principe, nous ne transmettons ni projets clients ni détails d’application.