La technologie de servovariateur basse température de Kollmorgen simplifie le nettoyage des héliostats destinés à la production d'énergie solaire
Depuis le début du 21e siècle, la Chine s'est lancée avec force dans la technologie solaire. Elle est aujourd'hui le leader mondial dans les domaines de l'énergie solaire photovoltaïque et thermique.
Les systèmes thermiques reposent sur un vaste réseau d'héliostats, des miroirs qui se déplacent automatiquement tout au long de la journée pour réfléchir la lumière du soleil et la diriger vers un point central, où la chaleur intense générée permet d'alimenter une turbine électrique. De même, les systèmes photovoltaïques à concentrateur héliostatique ou HCPV utilisent des héliostats pour concentrer la lumière du soleil sur des cellules solaires qui convertissent directement l'énergie solaire en électricité.
Le développement de ces technologies, ainsi que la capacité rapidement croissante de la Chine à les fabriquer, a ouvert de nombreuses nouvelles opportunités de production d'énergie durable sur les marchés internationaux. Dans le même temps, la demande de production d'énergie efficace crée un besoin du marché pour optimiser les performances des héliostats.
Défis
Les héliostats doivent être régulièrement nettoyés pour que le système offre une efficacité maximale, mais cette tâche n'est pas simple. D'abord, il faut tenir compte des conditions environnementales, notamment le fonctionnement à haute altitude et souvent à des températures pouvant descendre jusqu'à –30 °C. En outre, les poussières en suspension dans l'air, qui peuvent être acides ou alcalines, ont tendance à adhérer aux héliostats, ce qui a pour effet de diminuer l'intensité lumineuse sur les miroirs, la réflectivité de la lumière du soleil et, de ce fait, l'efficacité de la production d'électricité.
Les héliostats doivent être régulièrement nettoyés afin d'éliminer ces poussières, tâche qui se trouve encore compliquée par la nécessité d'ajuster de façon dynamique l'angle des rouleaux-brosses à mesure que la surface des miroirs suit l'angle des rayons solaires. Les propriétés variables de la poussière, la position de l'héliostat et la température ambiante contribuent à complexifier les opérations de nettoyage.
La solution de Kollmorgen : une technologie de servovariateur basse température
La plupart des appareils de nettoyage d'héliostats présents sur le marché sont constitués d'un véhicule électrique, d'un bras de grue portique et d'un rouleau-brosse incliné. Néanmoins, les difficultés liées à la topographie des lieux d'utilisation de ces appareils nécessitent souvent une intervention manuelle du conducteur, et les pannes sont fréquentes lorsque les moteurs asynchrones courants ne peuvent pas résister aux conditions difficiles.
Il était donc nécessaire de revoir la conception de ces véhicules de nettoyage pour pouvoir résoudre ces problèmes complexes. Cette nouvelle conception fait appel à la technologie de servovariateur, avec les servomoteurs basse température AKM et les servovariateurs AKD de Kollmorgen. Le véhicule intègre une structure de grue portique à cheval dotée d'un système d'entraînement automatique positionné à l'aide de la technologie GPS. Grâce à sa capacité de contrôle de mouvement de haute précision, le servovariateur AKD permet un déplacement synchrone du portique afin d'ajuster de façon automatique et très précise l'angle d'inclinaison du rouleau-brosse.
Des servomoteurs AKM hautes performances assurent les déplacements du véhicule de nettoyage. Le système de direction contrôle les roues grâce à quatre ensembles de moteurs AKM et variateurs AKD, offrant ainsi un excellent contrôle de mouvement ainsi qu'une grande souplesse et réactivité de la direction sur des terrains imprévisibles. Les servomoteurs basse température AKM garantissent un fonctionnement fiable même dans les environnements particulièrement froids où les températures peuvent descendre jusqu'à –40 °C.
Résultats
La priorité absolue de ce client était d'améliorer les performances de ses véhicules de nettoyage. Les servomoteurs basse température AKM de Kollmorgen offrent des performances fiables à haute altitude et dans des environnements particulièrement froids. Les servovariateurs AKD fournissent les meilleurs taux de rafraîchissement de courant, de vitesse et de boucle de position, ce qui permet d'optimiser les performances en quelques fractions de millisecondes tout en améliorant sensiblement l'efficacité de l'appareil.
La conception ciblée du produit et la simplicité d'utilisation de son logiciel de débogage ont permis de réduire considérablement la phase de développement du projet, accélérant ainsi la commercialisation de ce nouveau véhicule de nettoyage sur un marché en évolution rapide.
Un site d'énergie solaire nécessitait en général auparavant 10 personnes par jour pour le nettoyage des héliostats, chaque miroir prenant deux minutes à nettoyer. Aujourd'hui, il n'en faut plus que deux par jour, et le nettoyage de chaque miroir ne prend que 10 secondes. La solution Kollmorgen a parfaitement répondu aux exigences du client concernant l'optimisation du contrôle et des performances environnementales, entraînant ainsi l'accroissement de sa compétitivité et de sa valeur commerciale.
À propos de Kollmorgen
Kollmorgen possède plus d'un siècle d’expérience dans le domaine du mouvement. Cette expérience se retrouve dans les performances et la fiabilité inégalées de ses moteurs, de ses variateurs, de ses actionneurs linéaires, de ses réducteurs ainsi que dans ses solutions de contrôle et ses plateformes d’automatisation pour les véhicules autonomes. Nous proposons des solutions révolutionnaires avec des performances, une fiabilité et une facilité d’utilisation sans pareilles, qui donnent un avantage incontestable aux fabricants de machines.
