Une centrale solaire thermique équipée de plus de 5000 motoréducteurs

La centrale de Gemasolar comporte une tour centrale pourvue d’une zone réceptrice dans sa partie supérieure, un système de circulation de liquide comprenant des réservoirs de stockage ainsi qu’un échangeur thermique permettant de produire de l’énergie via une turbine, ainsi qu’un ensemble de miroirs qui concentrent les rayons du soleil sur la partie réceptrice. Ces miroirs sont conçus pour pivoter et s’incliner de façon à réfléchir la plus grande quantité de soleil possible sur la zone prévue à cet effet sur la tour, cela de l’aube au crépuscule, aussi longtemps que le soleil croise la ligne de visée pendant le jour. NORD Drivesystems a livré 5300 motoréducteurs de la gamme NORDBLOC.1 pour les héliostats (concentrateurs solaires) de Gemasolar. Pour chacun des 2650 miroirs plans, deux motoréducteurs garantissent une extrême précision de mouvement sur les deux axes de rotation pour suivre la trajectoire du soleil.

Garder la chaleur « en boîte »

Le site de Gemasolar héberge un vaste champ d’héliostats disposés sur une superficie de 185 hectares. Exploité par Torresol, coentreprise entre le géant espagnol d’ingénierie et de construction SENER Ingenieria y Sistemas et Masdar, entreprise pour le développement des énergies renouvelables appartenant à Abu Dhabi, Gemasolar est la première centrale solaire dans le monde à vocation commerciale utlisant le concept de concentration (CSP), et à tour centrale de réception mettant en œuvre un système de stockage thermique à sels fondus. Pompés dans un réservoir de stockage, ces sels nitriques liquéfiés dont la température dépasse habituellement 500 ºC, passent à travers le récepteur et absorbent la chaleur du rayonnement solaire très fortement concentré dans cette partie de la tour. En sortant du récepteur, les sels fondus circulent à travers un échangeur thermique où ils sont à nouveau refroidis ; la vapeur d’eau résultante entraîne une turbine à vapeur qui fait tourner une génératrice. L’électricité ainsi produite est acheminée vers le réseau local. On notera cependant que le cycle de sels fondus, à Gemasolar, intègre un procédé de stockage innovant. Chaque fois que l’énergie thermique disponible excède la capacité de conversion de la turbine, le surplus est stocké par dérivation d’une partie du flux de sels fondus en amont de l’échangeur thermique. Conservé dans un réservoir spécial, cette réserve de chaleur peut être utilisée ultérieurement, en cas d’insuffisance – ou d’absence totale – d’ensoleillement, pour faire fonctionner la centrale. Cette solution permet, à partir de la chaleur emmagasinée, de produire de l’énergie pour 15 jours maxi, c’est-à-dire lors des longues périodes de temps couvert, ou même la nuit. Grâce à ses 6500 heures totales de productivité annuelle, cette centrale offre un rendement énergétique nettement supérieur à celui des infrastructures d’énergies renouvelables conventionnelles qui sont, elles, totalement dépendantes des caprices du temps.

Toujours pointés vers le soleil

La concentration de la lumière du soleil est réalisée au moyen de 2650 miroirs plans, pointant tous en permanence vers la même zone du récepteur de l’unique tour centrale. Etant donné la taille, le poids et la forme de ces miroirs, chacun d’entre eux est dépendant d’un système d’entraînement puissant, solide et robuste, susceptible de garantir un suivi fiable de la trajectoire du soleil. S’agissant à l’évidence d’une application exposée à des températures extrêmes, tous les équipements utilisés ici doivent être conçus pour pouvoir supporter pareilles contraintes. En outre, les héliostats possèdent une surface plane d’environ 120 m2, ce qui les rend particulièrement vulnérables aux coups de vent naturels et a fortiori aux bourrasques qui peuvent survenir à certaines périodes de l’année. Pourtant, le bon fonctionnement des héliostats et de la centrale électrique dans son ensemble est assuré par tous les temps, même dans les conditions météorologiques les plus extrêmes. Les motoréducteurs qui fonctionnent au sein de cet important ensemble de miroirs jouent là un rôle déterminant. Les héliostats de Torresol sont équipés de motoréducteurs série NORDBLOC.1 de taille 5. Comparés aux précédentes générations de solutions à carter monobloc de dimensions identiques, ces systèmes conviennent tout spécialement à des contraintes beaucoup plus importantes qu’auparavant. Les options de montage sont particulièrement pratiques, autorisant soit un montage direct et économique du moteur, soit une fixation au moyen d’adaptateurs IEC, légers et d’encombrement très réduit. La ventilation est assurée dans toutes les positions de montage. Grâce à leur carter aluminium qui n’a pas besoin de peinture de finition, les réducteurs disposent d’emblée d’une solide et naturelle protection anticorrosion. Basés sur des design FEM optimisés, ces modèles sont non seulement plus robustes, mais aussi plus légers que leurs prédécesseurs. Pour des réducteurs jusqu’à la taille 6, le carter monobloc (concept UNICASE) permet le montage de roulements de plus grandes dimensions, les produits supportant par conséquent des charges radiales plus importantes et ont une durée de vie accrue sous une charge donnée. Pour les situations encore plus exigeantes que des environnements avec températures importantes et ou autres conditions environnementales défavorables, des versions ATEX de tous types peuvent également être fournies.

Gemasolar1.jpeg : La centrale solaire thermique de Gemasolar en Andalousie couvre une superficie de 185 hectares

Gemasolar2.jpeg : Afin d’équiper l’impressionnante quantité de miroirs du site de Gemasolar, les usines de SENER ont dû produire des milliers de systèmes d’entraînement

Gemasolar3.jpeg : Les deux motoréducteurs équipant chaque héliostat garantissent une extrême précision de mouvement sur les deux axes de rotation.