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Energie solaire Cours pratique de la Centrale Thermo-solaire a CSP. Objectifs:

Energie solaire Cours pratique de la Centrale Thermo-solaire a CSP. Objectifs: cette formation est riche par les notions pratiques qui permettra aux élèves la maitrise du processus industriel des centrales thermo-solaires à CSP et ainsi le mode opératoire des différents systèmes. Sommaire : Introduction. Présentation de la centrale thermo-solaire ain beni mathar. Zone de puissance (turbine, transformateur, CCM…) Zone du fluide caloporteur HTF (Heat Termal Fluid) ABM / NOOR1. Station météo-logique (capteur suiveur de soleil, humidité, température, vitesse du vent). Système d’identification allemande des centrales thermiques UI (KKS). Construction de la centrale thermo- solaire. Montage mécanique des CSP (miroirs, support…). Installation CCM champ solaire (groupe hydraulique des CSP, UPS, interface..). Montage pompe HTF (notion sur les plans de refroidissement 23/52). Montage des GVS (Générateur de Vapeur Solaire). Equilibrage de la balance du champ solaire. Fonctionnement des différents systèmes de centrale a CSP. Contrôle locale et à distance des CSP. (description du schéma électrique et hydraulique du CSP) Calibrage et paramétrage du CSP. Description du fonctionnement de système du stockage + PID. Description du fonctionnement de système d’expansion+ PID. Description du fonctionnement de système de pompage+ PID. Description du fonctionnement de champ solaire+ PID. Description du fonctionnement du GVS+ PID. Description du fonctionnement de système du filtration+ PID. Description du fonctionnement de station nitrogène+ PID. Description du fonctionnement de traçage électrique+ PID. Description du fonctionnement de système d’ouillage + PID. Mode d’exploitation avec production thermique. Démarrage et arrêt à distance du système solaire. (Contrôle du comportement des CSP (température, position). Réaction en cas d’urgence. (déclenchement, anomalie grave etc...) Mode d’exploitation Sans production thermique. Démarrage des pompes auxiliaires (pompe de nuit). Démarrage de la chaudière auxiliaire de chauffage (éviter la congélation). Démarrage de traçage électrique. Différents anomalies du champ solaire. Fuites /flexion des tubes /miroirs cassés /déformation support etc. Taches des agents d’exploitations. Tache d’operateur d’exploitation Tache de rondier d’exploitation Système de gestion de la maintenance assisté par ordinateur /MAXIMO. TPM (totale productive maintenance)/ agent d’exploitation. Turbine a vapeur Introduction Mode opératoire Examen de fin Formation. Introduction Présentation de la centrale thermo-solaire d’ain beni mathar ISCC 472MW *Le projet ISCC d’Ain Bni Mathar a été initié en 1994 suite à une étude menée par un groupement de consultants européens sur la pré faisabilité d’une centrale thermosolaire dans les régions de Ouarzazate et de Taroudant au Centre-Sud du pays ayant un ensoleillement suffisant. En 1996, les termes de références de l’étude pour le choix du site potentiel ont été étendus à la région Nord-Est du pays (en particulier dans les régions de Jerada, Guercif et Ain Beni Mathar) pour tenir compte de la proximité du gazoduc Maghreb –Europe (GME) et la disponibilité de l’eau en quantité suffisante. * Les résultats de cette étude ont abouti au choix du site de Ain Beni Mathar comme site de référence pour la construction d’une centrale thermosolaire à cycle combiné intégré. Ce choix du site a été guidé par:  La proximité du Gazoduc Maghreb Europe (GME),  Le niveau d’ensoleillement élevé : radiation directe normale au niveau du site est estimée à 2290 kWh/m2/an,  La disponibilité d’eau (nappe phréatique Ain Bni Mathar): 8Milliards de m3,  La proximité du réseau électrique. voir vidéo, Présentation de la centrale thermo-solaire d’ain beni mathar ISCC 472MW Objectifs Du Projet : • Répondre à la forte croissance de la demande en électricité • Diversifier les sources d’énergie électrique • Promouvoir les énergies renouvelables • Produire l’électricité au gaz naturel de redevance • Renforcer l’alimentation en énergie électrique de la région orientale. • Contribuer à la réduction de l’émission des gaz à effet de serre. Présentation de la centrale thermo-solaire d’ain beni mathar ISCC 472MW Financement du projet : Le projet a été financé par: • La Banque Africaine de Développement (BAD); • l’Instituto de Crédito Official d’Espagne (ICO); • Le Fonds Mondial pour l’Environnement (GEF) à travers un don de 43,2 millions de dollars; • Les Fonds propres de l’ONE. Présentation de la centrale thermo-solaire d’ain beni mathar ISCC 472MW Site Du Projet : • Site est pratiquement plat et s’étend sur une superficie de 160ha. • Situé à 93 km au sud de la ville de Oujda en allant vers Bouâarfa. • Accès au site se fait par une piste à 6 km environ au nord du village de Ain Beni Mathar. Présentation de la centrale thermo-solaire d’ain beni mathar ISCC 472MW Superficie du site : 160 ha. Puissance totale installée : 472 MW dont 20MW d’origine solaire. Production annuel moyen : 3538 GWh (dont 40 GWh solaire) soit 13% de la production nationale. Surface de chauffe du champ solaire : 183 200m2. Superficie champ solaire : 88 ha. Disponibilité :  Cycle combiné : 94 %.  Champs solaires : 95%. Mode de refroidissement : Aérocondenseur (Refroidissement à sec). Consommation spécifique :  Cycle combiné : 6912,5 Kj/Kwh.  Centrale (y compris solaire) : 6588,8 Kj/Kwh. Présentation de la centrale thermo-solaire d’ain beni mathar ISCC 472MW OPACITY Présentation de la centrale thermo-solaire d’ain beni mathar ISCC 472MW L’ilot Solaire : Présentation de la centrale thermo-solaire d’ain beni mathar ISCC 472MW Principe de fonctionnement :  La centrale est composée de deux turbines à gaz fonctionnant au gaz naturel, une turbine à vapeur, deux chaudières de récupération, un champ et un échangeur solaire. Le gaz d’échappement des turbines à gaz sont récupérés dans les deux chaudières.  L’énergie solaire collectée au niveau des miroirs cylindro-paraboliques permet d’augmenter le débit de vapeur produit au niveau des chaudières de récupération. Une grande quantité d'eau en provenance du condenseur entre dans la chaudière. Après avoir été chauffée jusqu'au point d'évaporation, une partie de l'eau sera conduite à l'échangeur de chaleur solaire où elle sera chauffée au point d'ébullition pour produire la vapeur nécessaire ensuite retourner au a la chaudière de récupération pour la resurchauffée avant d'être introduite dans la turbine à vapeur à trois corps (Haute, Moyenne et Basse Pression) Les rayonnements solaires participent à l’augmentation de la puissance totale de la centrale à hauteur de 20 MW. l’énergie produite est évacuée vers les postes d’interconnexion d’Oujda et de Bourdim via deux lignes 225 kV. Présentation de la centrale thermo-solaire d’ain beni mathar ISCC 472MW Schéma synoptique : Présentation de la centrale thermo-solaire d’ain beni mathar ISCC 472MW Zone de puissance Principales composantes de la centrale : Voir Video Turbine à Vapeur ALSTOM Type : GT13E Puissance brute : 150,28 MW PCI : 10.080 KW/Nm3 Type : DK13Y2-1N41B Puissance : 172 MW Turbine à Gaz ALSTOM Zone de puissance Système d’exploitation de la Turbine a gaz GT13E2 EGATROL Zone de puissance Système d’exploitation de la turbine a vapeur MKY13Y2 ALSPA Zone de puissance - Transformateur principale réversible 14,5/225KV ,205 MVA Zone de puissance CCM moteurs Transformateur auxiliaire Disjoncteur de synchronisation Armoire électrique Zone de puissance Circuit de puissance des UPS Batterie d’accumulateur Circuit de commande UPS UPS Zone du fluide caloporteur HTF • Schéma simplifié du système HTF /ABM 56 boucles CSP OUEST CSP EST POMPES HTF EXPANSSION STOCKAGE OUILLAGE GENERATEUR VAPEUR SOLAIRE CHAUDIERE AUXILIARE Chaudière de récupération Turbine a vapeur 224 CSP > 380Kg/s 98 bar 320 C° 393C° 293C° MAX 15 bar < 90°C Séparation HTF Zone du fluide caloporteur HTF • Schéma simplifié du système HTF /NOOR1 400 boucles CSP SUD CSP NORD POMPES HTF EXPANSION STOCKAGE OUILLAGE GENERATEUR VAPEUR SOLAIRE CHAUDIERE AUXILIARE SELS DE STOCKAGE Turbine a vapeur 1600 CSP >280C°/3H 393C° 293C° 80 bar Zone du fluide caloporteur HTF GVS 2 GVS 1 EXPANSION HANGAR Zone du fluide caloporteur HTF Système d’ouillage Station nitrogène Composition d’huile HTF C’est un mélange eutectique d’oxyde di phénylique 73,5% et un 26,5% de bi phényle, et la chaleur spécifique 2,7 KJ/Kg*k Zone du fluide caloporteur HTF Description du champ solaire Le champ solaire est un ensemble des miroirs cylindre-parabolique montés sur des supports métallique qui reflètent le rayonnement solaire vers un tube absorbant situé a leur axe central, ce dernier absorbe le rayonnement solaire et le transfert en énergie thermique vers un fluide caloporteur qui circule a l’intérieur de ces tubes, cette énergie thermique est utilisée dans les générateurs de vapeur solaire pour produire de la vapeur solaire. Zone du fluide caloporteur HTF Zone du fluide caloporteur HTF les principaux éléments composent du système solaire • Le Collecteur Cylindre- parabolique (CSP) : Formé de 12 modules , et une surface utile 817,50 m² de miroirs et un ensemble des équipement électromécanique. • tubes récepteurs : Situé à l'axe focal de chacun des CSP. Le récepteur reçoit la concentration du rayonnement solaire et la transforme en énergie thermique pour atteindre une température de 393 °C dans le fluide caloporteur HTF. • Circuit d'huile thermique : Le système HTF (Heat Thermal Fluid) est constitué par une série d'éléments en charge de la distribution et d'évacuation de l'huile thermique à travers le champ des collecteurs cylindre-paraboliques. Zone du fluide caloporteur HTF • Le champ solaire est divisé en deux parties EST et OUEST, il est constitué de collecteurs cylindre-paraboliques alignés du SUD vers le NORD, et qui suivent le déplacement du soleil. • uploads/Industriel/ cours-csp.pdf