L’industrie éolienne est l’une des énergies renouvelables les plus compétitives en termes de coûts à l’échelle mondiale. Dans un monde de plus en plus interconnecté, le secteur doit continuer à innover, notamment par le biais de la transformation numérique. Les technologies intelligentes contribuent à résoudre les problèmes auxquels les parcs éoliens sont confrontés, en raison de leurs caractéristiques et de leur emplacement, en matière de systèmes de mise à la terre. C’est pourquoi Aplicaciones Tecnológicas S.A. propose des services professionnels pour les études géoélectriques et les projets de mise à la terre 4.0. De plus, le Smart Earthing Monitoring System permet un monitoring centralisé et automatisé des systèmes de mise à la terre des aérogénérateurs et de la sous-station du parc éolien.
Le Conseil mondial de l’énergie éolienne (Global Wind Energy Council – GWEC), dans son Global Wind Report 2023, souligne que nous sommes confrontés à une crise énergétique résultant des prix élevés de l’énergie que le monde connaît depuis la pandémie de COVID-19 et également suite à l’invasion russe de l’Ukraine. Selon cet organisme, cette crise est une conséquence du report de la transition énergétique qui, de plus, se déroule de manière irrégulière. Pour cette raison, les marchés continuent de dépendre de la volatilité des combustibles fossiles, soumis aux pressions géopolitiques et aux pratiques anticoncurrentielles.
Les énergies renouvelables sont le moyen le plus efficace de parvenir à l’autonomie et à la sécurité énergétiques, de réduire les coûts de l’électricité et de parvenir à la décarbonisation des systèmes énergétiques. La demande d’énergie renouvelable ne cesse de croître et la majeure partie de cette croissance provient des secteurs de l’énergie éolienne et de l’énergie solaire photovoltaïque.
En juin 2023, l’industrie éolienne a d’ailleurs franchi une étape importante en atteignant le chiffre de 1 térawatt (TW) de capacité mondiale installée au cours de ses plus de quarante années de développement. Pendant de ces quatre décennies, celle-ci a démontré qu’il s’agissait d’une technologie dotée d’un haut niveau de résilience et de maturité, et qu’elle était l’une des sources d’énergie les plus compétitives sur le plan des coûts. En tant que telle, les prévisions du marché lui font jouer un rôle unique dans la transition énergétique.
En revanche, les prévisions actuelles tablent sur une croissance exponentielle, de sorte que, dans sept ans seulement, la capacité déployée sera équivalente à celle installée au cours des 40 dernières années.
Le rapport mondial sur l’énergie éolienne 2023 (Global Wind Report 2023) souligne que le secteur éolien doit démontrer qu’il peut continuer à innover dans un monde de plus en plus interconnecté.
Dans le rapport de l’année précédente (Global Wind Report 2022), l’accent a été mis sur l’innovation technologique comme l’un des principaux moteurs de la réduction des coûts à l’origine de son leadership, avec l’énergie solaire photovoltaïque, dans le secteur des énergies renouvelables. Dans le présent rapport, une attention particulière est accordée à la numérisation, car elle converge avec la décarbonisation dans le cadre de la transformation numérique rapide du système énergétique.
L’industrie est en train d’expérimenter le Big Data pour gérer la demande, améliorer la prévisibilité des modèles météorologiques et la réponse des énergies renouvelables, et pour permettre aux consommateurs de devenir des prosommateurs.
La numérisation et l’IA améliorent la performance des actifs renouvelables, réduisant les coûts d’exploitation et le coût nivelé de l’électricité ((Levelised Cost of Electricity, LCOE). L’IA peut optimiser la production et détecter algorithmiquement les défaillances éventuelles des équipements en vue d’une maintenance prédictive avant qu’elles ne se transforment en problèmes majeurs.
Au sein d’Aplicaciones Tecnológicas, nous sommes conscients que les technologies intelligentes et la numérisation sont l’avenir et, pour cette raison, nous les avons intégrées à nos domaines d’expertise, comme dans le cas des systèmes de mise à la terre. Dans cet article, nous expliquons comment les solutions de produits et de services de notre portfolio résolvent les problèmes des systèmes de prise de terre, en optimisant la sécurité et l’efficacité opérationnelle et financière des actifs dans le secteur éolien.
Service d’études géoélectriques permettant d’optimiser la conception du système de mise à la terre.
La résistivité électrique locale est un paramètre critique pour la résistance à la terre des aérogénérateurs. La mesure de la résistivité du sol est donc nécessaire pour concevoir un système de mise à la terre sûr, car les aérogénérateurs sont répartis sur de vastes zones présentant des types et des caractéristiques de sol différents.
Cependant, en raison de l’espacement entre les aérogénérateurs, les caractéristiques du sol peuvent varier d’un endroit à l’autre. Par conséquent, la solution adoptée dans un cas peut ne pas répondre aux exigences requises dans un autre cas.
Dans ces zones, une conception appropriée et individualisée du système de prise de terre est essentielle afin de garantir les niveaux de sécurité requis (tension de pas et de contact) ainsi que la valeur de la résistance de mise à la terre.
De préférence, la résistivité doit être mesurée aux points où est installée un aérogénérateur qui peut, en cas de dysfonctionnement, générer un passage de courant dangereux vers le système de mise à la terre.
Cependant, la conception d’un système de mise à la terre sans valeurs de résistivité réelles peut présenter un risque pour la sécurité en utilisant des valeurs tabulées, qui peuvent être optimistes dans certains cas.
À Aplicaciones Tecnológicas S.A., nous avons élaboré une méthode propre qui optimise la prise de mesures pour l’étude géoélectrique du parc éolien en projet. Notre service professionnel utilise une technologie intelligente et des communications IoT. Les informations fournies par l’étude permettent de déterminer l’agencement, la profondeur, le nombre et le type d’éléments du système de mise à la terre. Ainsi, les exigences initiales du projet, qu’elles soient normatives, de sécurité ou fonctionnelles, peuvent être satisfaites.
Problématiques des projets de systèmes de mise à la terre dans les parcs éoliens
Les systèmes de mise à la terre des parcs éoliens, comme ceux de tout système électrique, doivent assurer le fonctionnement efficace des dispositifs de protection et empêcher les gradients de tension en cas de défaut qui pourraient endommager les équipements ou menacer la vie des personnes.
L’installation des systèmes de mise à la terre dans les parcs éoliens est souvent limitée par des facteurs topographiques. Ces facteurs font qu’il est difficile un dimensionnement adéquat du système de mise à la terre pour atteindre la faible résistance au sol de chaque aérogénérateur et la résistance globale du parc éolien. Le principal défi auquel sont confrontés les bureaux d’ingénieurs et d’architectes est de trouver le meilleur compromis entre les propriétés techniques et les coûts, en fonction de l’application spécifique du système dans un terrain donné.
C’est pourquoi il est nécessaire de disposer de connaissances expertes lors de la réalisation du projet de mise à la terre afin de garantir l’efficacité, la sécurité et la fiabilité des systèmes de mise à la terre. Une conception et une exécution correctes permettent d’éviter les conséquences graves susmentionnées. De plus, toute adaptation ultérieure est compliquée lorsque l’installation est enterrée.
Aplicaciones Tecnológicas S.A. propose un service professionnel de conception de mise à la terre 4.0. Notre service se différencie par la valeur ajoutée d’une technologie intelligente dans le monitoring de la mise à la terre. La technologie SEMS (Smart Earthing Monitoring System), que nous expliquons dans la section suivante, permet la transformation numérique des systèmes de mise à la terre pour la sécurité et la continuité du service.
Le service professionnel des projets de mise à la terre 4.0 bénéficie d’une équipe d’experts techniques et d’outils informatiques de pointe.
Smart Earthing Monitoring System pour la mise à la terre 4.0
Le monitoring du système de prise de terre permet d’optimiser la sécurité et les coûts de la vérification de la terre de la structure. Cela comprend la vérification réglementaire périodique, l’identification des connexions incorrectes, la continuité des écrans des câbles d’alimentation, la vérification de la continuité du câble de mise à la terre (évaluation de la rupture, du vandalisme, etc.). D’autre part, la vérification de la terre des équipements électriques facilite la vérification des conducteurs de terre des tableaux et des structures électriques.
Smart Earthing Monitoring System, développé par Aplicaciones Tecnológicas S.A., est le système de traitement réparti et de monitoring centralisé des prises de terre. Il fonctionne au moyen de la collecte de données avec une sensorisation repartie. Ces informations sont transmises via la connectivité IoT au centre de données sécurisé. L’algorithme avancé de l’intelligence artificielle les traite pour fournir des diagnostics précis que l’utilisateur reçoit sous forme d’alertes objectives multicanal.
Pour résumer, le Smart Earthing Monitoring System convertit la prise de terre en un immense capteur permettant d’alerter à distance sur le fonctionnement de l’installation. De plus, notre technologie SEMS est applicable à la fois aux parcs éoliens en projet et aux parcs éoliens en service.
SEMS peut déterminer la répartition des courants dans les différents nœuds du réseau, distinguer avec précision la résistance de mise à la terre de l’actif monitoré et évaluer l’état des écrans ou blindages des câbles de puissance.
L’industrie éolienne est en pleine croissance. Cette croissance sera accélérée afin de répondre à l’Accord de Paris, ainsi que pour atteindre l’indépendance énergétique sans dépendre de la géopolitique des combustibles fossiles. Dans son processus d’innovation continue, les technologies intelligentes sont des alliées pour résoudre les problèmes spécifiques à cette industrie.
Les solutions d’Aplicaciones Tecnológicas S.A. contribuent à résoudre les difficultés liées aux systèmes de mise à la terre des parcs éoliens afin d’assurer la sécurité maximale et l’efficacité opérationnelle et financière garantissant le respect des retours sur investissement (ROIs).
Si vous souhaitez obtenir plus d’informations sur les problèmes de prises de terre auxquels l’industrie est confrontée et comment les technologies intelligentes peuvent les résoudre, vous pouvez contacter nos experts en cliquant sur le lien suivant.
