Analyse, mutualisation et optimisation par la commande de la consommation énergétique des héliostats autonomes des centrales à concentration solaire

摘要

Les centrales à concentration utilisent la radiation solaire directe pour produire de la chaleur et, comme dans la plupart des cas, de l’électricité par transformation de cette chaleur. Les centrales dites « à tour » sont associées à un vaste champ héliostatique dont l’alimentation se fait généralement par de longs câbles à l’intérieur de tranchées qui peuvent mesurer plusieurs kilomètres. Pour pallier cette solution, la thèse s’inscrit donc dans l’évaluation de la mise en place d’héliostats autonomes énergétiquement via un générateur solaire et un stockage électrochimique (batteries). Le dimensionnement de ce système est optimisé par la commande des deux moteurs des héliostats (azimut et élévation) en vue de minimiser leur consommation globale. L’impact environnemental global est également comparé par rapport à la solution des tranchées grâce à une analyse de cycle de vie. Cette recherche est effectuée au sein du laboratoire LAPLACE de Toulouse en collaboration avec le laboratoire PROMES d’Odeillo. ABSTRACT : Heliostats of solar thermodynamic plants can be numerous. Long cables cross the field to supply two motors per heliostat, which actually enable the double rotation to track the Sun on the azimuth side and elevation side. The main objective of this research is to evaluate the possibility of using autonomous heliostats with a photovoltaic generator, in order to avoid these kilometers of cables. In the first part of the research, a life cycle assessment is compared between the classical architecture and the autonomous heliostat. Then, an optimization of the consumption per heliostat by the control on a single rotation is tracked. The most significant change is the use of one chopper for the two motors instead of two. At least, the research focuses on the impact on the size of the photovoltaic generator and storage capacity on a whole year according the optimization on a single rotation.