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GMAO et maintenance des centrales solaires thermodynamiques

GMAO et maintenance des centrales solaires thermodynamiques

Dimanche 09 janvier 2022

Dans les zones à fort taux d'ensoleillement, les centrales solaires thermodynamiques sont à leurs aises. Grâce à un système de miroirs, ces centrales captent le rayonnement solaire pour chauffer un fluide caloporteur qui actionne ensuite des turbines pour produire de l'électricité.

Si ce principe vous parle, c'est que, peut-être, vous faites partie des professionnels qui exploitent cette ressource infinie qu'est le soleil pour fournir de l’énergie, tout en préservant notre planète. Retrouvée dans le mythe des "miroirs ardents" d'Archimède, la technique de l'irradiation solaire est connue depuis l’Antiquité. Utilisée en 1866 par Auguste Mouchout pour faire fonctionner un moteur à vapeur solaire, l’énergie solaire thermodynamique a vu naître sa première centrale en Italie dès 1968, grâce au professeur Giovanni Francia. Pour rester compétitif face aux autres sources d’énergie, nous allons aborder l’importance d’une bonne maintenance de vos actifs et plus précisément de l’utilisation d’un outil de GMAO. Mais quel est cet outil et comment peut-il s’adapter à votre marché ?

Le secteur des centrales solaires thermodynamiques

Une centrale solaire thermodynamique représente un type particulier de centrale d'énergie solaire thermique. Elle est également connue sous le nom de système d'énergie solaire concentrée (CSP). En effet, elle utilise des miroirs pour concentrer la lumière réfléchie par le soleil en un seul point, afin de générer de la chaleur à haute température et de chauffer un fluide caloporteur. Ce dernier est converti en vapeur et actionne une turbine à vapeur, qui va elle-même entraîner un générateur électrique.

La chaleur à haute température peut également être stockée pour être utilisée même après le coucher du soleil. Cette énergie thermique peut alors contribuer au chauffage urbain. Elle peut également être utilisée pour le chauffage des processus industriels, ce qui rend cette technologie particulièrement adaptée pour équilibrer les charges et permettre au réseau de fonctionner 24h/24. De 2013 à 2020, la production d’énergie solaire concentrée a plus que doublé et a atteint plus de 14,5 TWh dans le monde. Bien que cette énergie représente seulement 0,05 % de la production mondiale d’électricité, elle detient un bel avenir. Cette technologie est principalement utilisée en Chine, qui représente la moitié du marché. Les États-Unis et l’Inde ne sont pas en reste et promettent également aux centrales CSP une place croissante. Bien que similaire dans sa source d'énergie, elle ne doit être confondue avec la production d'électricité à partir de panneaux solaires, dont nous avons récemment également étudiier le secteur : GMAO et maintenance des panneaux solaires.

Pour maximiser leur potentiel, ces centrales utilisent différentes technologies pour capter la chaleur du soleil et la transformer en énergie électrique. On retrouve principalement sur le marché les capteurs ou collecteurs dits Solar Tower, Parabolic Troughs, Dish Stirling, ainsi que les capteurs Fresnel. Cette variété technologique permet une plus grande adaptation selon l’implantation de votre centrale, et ainsi une maximisation de votre taux de production. Grâce à leur stockage thermique tampon, ces centrales ont des coûts de production beaucoup moins élevés que pour le photovoltaïque et son système de batterie.

Les centrales solaires thermodynamiques, encore sous-exploitées, peuvent fournir de l’électricité pour des milliers de foyers chaque jour, tout au long de l’année, mais nécessitent parfois des milliers d’hectares de terrain. Cette solution a encore beaucoup de progrès à réaliser pour limiter son encombrement et ainsi respecter l’environnement et ses habitats. Une étude du laboratoire de recherche solaire américain, Sandia, a cependant découvert de nouveaux procédés novateurs dans le domaine du solaire thermodynamique. L’innovation principale est de stocker la chaleur du soleil dans des particules et non des liquides. Cette nouvelle technologie marque une troisième génération de CSP et ouvre de nombreuses possibilités pour les professionnels du secteur.

La maintenance des centrales solaires thermodynamiques

Dans l’industrie du solaire thermodynamique, la maintenance de ses actifs est essentielle au bon état de sa centrale. Ce système, qui fonctionne sans interruption, est très sollicité, ce qui exige d’effectuer des maintenances dès que les températures sont moins élevées. Les miroirs paraboliques ou héliostats, qui se règlent selon la posittion du soleil, doivent être régulièrement nettoyés pour éliminer les poussières et autres déchets éventuels. Cela permet d’optimiser au maximum leur efficacité de réflexion, et par conséquent, leur rendement. L’application de produits anti-corrosifs peut aussi être nécessaire pour prévenir de la corrosion.

Les températures élevées générées par la concentration de la lumière solaire mettent à rude épreuve les installations qui doivent être protégées de la chaleur. Les canalisations d’eau ou d’autres fluides de transfert de chaleur, ainsi que les équipements électriques sont aussi concernés par une maintenance régulière. Une isolation optimale est notamment recommandée pour protéger votre turbine à vapeur et le générateur contre les surchauffes.

Les températures élevées affectent également la lubrification des roulements pour maintenir un faible niveau de friction pendant le fonctionnement. Les roulements qui sont exposés directement à la lumière du soleil nécessitent des lubrifiants synthétiques ou d'autres lubrifiants haute température qui présentent un degré élevé de stabilité thermique. En outre, seuls des revêtements spéciaux adaptés peuvent être utilisés sur des pièces rotatives à haute température, telles que les aubes de turbine basse pression, des turbines fonctionnant à la vapeur surchauffée.

Le champ solaire doit être maintenu exempt de végétation ou d'autres objets qui pourraient empêcher la lumière du soleil d'atteindre les héliostats pendant leur fonctionnement. Toute tâche de maintenance effectuée dans cette zone doit prendre en compte le risque d'exposition à des températures élevées. Des professionnels du domaine doivent donc intervenir en respectant des normes de sécurité très strictes.

Dans le cas d’une bonne maintenance de vos actifs, vous verrez accroître le taux de production de votre centrale solaire thermodynamique. Pour que vos employés et techniciens extérieurs travaillent en toute sécurité et de manière organisée, il est intéressant de faire appel à un système de GMAO. Mais de quoi s’agit-il ? Comment cet outil peut-il vous aider au quotidien ?

L’apport de la GMAO pour le solaire thermodynamique

Un outil de GMAO, ou gestion de la maintenance assistée par ordinateur, met à disposition de vos employés et de vous-même toutes les informations concernant vos équipements. Il vous permet de surveiller 24h/24 vos machines, leur processus de travail et leur taux d’efficience. L’intégration de l’analyse prédictive permet à cet outil de découvrir, à un stade précoce, quels équipements sont susceptibles de tomber en panne. Vos techniciens de maintenance peuvent alors planifier, grâce à la GMAO, les actions correctives à mettre en place avant l’arrêt d’un actif.

Le fait de corriger en amont les défaillances potentielles va vous épargner des problèmes coûteux de remplacement de pièces ou d’arrêt complet de votre centrale. En plus de planifier les ordres de travail selon les dates prévues, l’outil de GMAO permet de garder une trace de toutes les activités effectuées sur vos actifs (matériaux, temps d’exécution). Les coûts peuvent également être intégrés, ce qui permet de faire un bilan des dépenses liées à la maintenance en fin d’année.

Des rapports sur votre taux de production par actif ou encore sur comment augmenter votre taux de rentabilité sont prédits par la GMAO. Cela permet à vos techniciens, tous domaines confondus, d’avoir un canal d’information unique, pour un gain de temps et une facilité d’organisation des missions. Les rapports tirés de cet outil peuvent aussi permettre à une entité de R&D, interne ou externe, de faire évoluer le domaine du solaire thermodynamique.

La GMAO peut aussi représenter un réel tremplin pour démocratiser l’utilisation du solaire thermodynamique auprès des instances régionales et des populations locales, directement concernées par l’installation de ce type de centrale. L’apport environnemental, l’efficacité de production, couplés à la GMAO devraient vous aider dans votre démarche.

Conclusion

Pour atteindre une réduction drastique des émissions de CO2 tout en produisant l’énergie nécessaire à notre société d’aujourd’hui, l’utilisation des énergies renouvelables est primordiale. Vous qui avez une centrale solaire thermodynamique, vous faites partie des acteurs qui luttent contre le réchauffement climatique. Avec l’aide de la maintenance de vos actifs et l’utilisation d’un outil de GMAO, vous pouvez faire évoluer votre société, tout en contribuant aux recherches dédiées au domaine du solaire.

L’énergie solaire thermodynamique est une tendance qui se poursuivra à l’avenir, et c’est par vos actions que vous pourrez faire la différence. Votre centrale verra sa production croître, votre investissement sera rentabilisé et vous aurez ainsi la possibilité de satisfaire le consommateur comme les exigences environnementales.

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