Chez Ciel & Terre, nous avons développé une méthodologie de design et de calcul de l’ancrage solide. Notre objectif est de concevoir et designer des centrales photovoltaïques flottantes optimisées. Nous accordons une grande attention aux spécificités de chaque marché et de chaque site. En effet, notre principale motivation est d’offrir des produits et des installations photovoltaïques flottantes d’une grande fiabilité. Nous le faisons parce que de leur fiabilité dépend la bancabilité des projets solaires flottants. Pour ce faire, nous avons mené une étude sur l’un de nos projets au Japon. En effet, cette région peut être considérée comme un environnement hostile avec des typhons fréquents. Néanmoins, le Japon est un pays plein d’opportunités et le pays historique du solaire flottant.
MÉTHODOLOGIE DE CALCUL DE L’ANCRAGE QUALIFIÉE PAR UNE ÉTUDE DE CAS
Dans cette section, nous allons présenter l’étude que nous avons menée sur Yukimine Ike. Par ailleursn il s’agit d’un projet japonais en cours d’exploitation depuis 2017. Pour ce faire, nous avons collecté les données de la centrale FPV pendant des années. Systématiquement, l’objectif est de corréler la méthodologie de calcul de la charge de vent appliquée jusqu’à présent au design de nos centrales solaires flottantes, avec une intention particulière sur l’impact sur le système d’ancrage. À l’origine de cette initiative, il y a la volonté et l’engagement de Ciel & Terre envers l’amélioration continue.
Le système de surveillance de Yukimine est très complet. Tout d’abord, il comprend l’équipement nécessaire pour relier les charges globales appliquées à la centrale au vent. Il s’agit d’anémomètres placés à différentes hauteurs pour obtenir des données sur la vitesse du vent. Ensuite, nous utilisons également des girouettes pour connaître la direction du vent et des capteurs de charge pour évaluer les tensions des lignes d’amarrage générées par le vent. Enfin, nous disposons d’un capteur à ultrasons pour évaluer le niveau de l’eau. Au total, 77 capteurs de différents types ont été installés et exploités.
L’équipement de surveillance est présenté ci-dessous ::
Carte d’identité du projet:
- Yukimine, préfecture de Tokushima, Japon
- Bassin d’irrigation – 32 ancres
- 6 MWp – 5808 panneaux de 60 cellules
- Réalisé en 2017
Anémomètre d’une
hauteur de 6 m
Anémomètre d’une
hauteur de 0,6 m
Capteur de charge
A propos de la méthodologie de calcul:
Une fois l’équipement installé et les données collectées, notre méthodologie de calcul de l’ancrage nous a permis de relier la charge effective globale de la centrale à l’expression aérodynamique théorique (K x V²)[1] .
- Le facteur K est fonction de la direction du vent, tout comme les facteurs de traînée, de dérive et de portance du CTI obtenus par CFD[2].
- Le graphique des résultats de la polaire K[3] indique comment les charges de vent se répartissent sur l’installation photovoltaïque flottante en fonction de ses points cardinaux.
En définitive, le résultat de l’analyse du suivi du site montre que le protocole d’installation du suivi est satisfaisant. En effet, il correspond à l’approche théorique. De plus, le suivi montre qu’il est fiable pour l’analyse des facteurs aérodynamiques. Finalement, il corrobore donc la méthodologie de conception des ancrages de Ciel & Terre.
LES CENTRALES HYDRELIO® DE CIEL & TERRE RÉSISTENT AUX CONDITIONS DIFFICILES GRÂCE À LA TECHNIQUE DE CALCUL DE L’ANCRAGE
Sur la base de sa méthodologie de calcul, Ciel & Terre a collecté des données auprès de l’usine FPV de Yukimine afin de corréler la charge de vent appliquée au design de nos centrales solaires flottantes. Par-dessus tout, notre volonté et notre engagement en faveur de l’amélioration continue sont les raisons pour lesquelles nous avons lancé cette initiative à l’origine.
Un défi pour l’ancrage : les événements environnementaux
Comme indiqué plus haut, dans la région du Pacifique Sud-Est, les typhons sont des phénomènes climatiques courants. Ainsi, le Japon ne fait pas exception à la règle. Depuis 1951, le pays a subi plus de 425 événements de ce type[4] à titre d’exemple. Pourtant, Ciel & Terre a réussi à être un pionnier du solaire flottant dans cette région difficile. La nation japonaise a en effet été la première à adopter cette innovation technologique lorsque l’aventure du solaire flottant de l’entreprise a commencé il y a environ 10 ans. Aujourd’hui, nous comptons plus de 115 centrales photovoltaïques flottantes équivalant à plus de 180 MWp installées avec les solutions FPV de Ciel & Terre (300 projets en 2024 avec plus d’1 GWc).
Le cas des projets de Yukimine
Il est important de souligner que le projet Yukimine FPV est situé dans une zone qui a été touchée par 2 typhons (#20 et #21). Ces 2 typhons, respectivement Cinamon et Jebi (ce dernier a battu le record de vent et a conduit à la fermeture temporaire de l’aéroport de Kansai[5]), n’ont pas eu d’impact sur les centrales PV flottantes Hydrelio®, bien qu’elles aient été installées sur leurs trajectoires.
SURVEILLANCE DES INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES FLOTTANTES : POURQUOI SURVEILLER ET COMMENT LE FAIRE
Tests d’ancrage et simulations
Dans le cadre de notre méthodologie de calcul, chez Ciel & Terre, nous accordons une grande importance aux Tests et Simulations pour lesquels nous disposons d’équipes dédiées. Elles mettent leurs expertises complémentaires au service de l’innovation produit et de la réalisation des projets. Elles travaillent à la composition, à l’alimentation et au développement de modèles de simulation numérique (incluant l’Ancrage, la Mécanique, l’Hydrodynamique et l’Aérodynamique comme domaines d’expertise CFD) et de corrélation.
Analyse et calcul en situation réelle
La simulation numérique ne fonctionne pas seule, car elle est rendue possible par des logiciels experts et des données. Ces données comprennent des données météorologiques, des données sur les antécédents du projet, le comportement des matières premières et les caractéristiques du produit. La corrélation physique vient par paire. Cela est possible grâce aux données issues de nos mesures sur banc d’essai en condition réelle et du suivi des projets à grande échelle. L’objectif est de calibrer les modèles numériques et la méthodologie de conception avec la réalité du terrain. Par conséquent, cela garantit la fiabilité et la bancabilité des projets PV flottants et des processus de design de la CTI.
Certifications externes de notre méthodologie
Enfin, la méthodologie de l’entreprise a également été approuvée par le Bureau Veritas Règles et Régulations NR 493 au printemps 2020. Elle a également été certifiée conforme aux Pratiques Recommandées par le JIP de DNV concernant la conception des projets solaires flottants (DNVGL-RP-0584) au printemps 2021[6].
[1] Équation originale : 1/2 x p x S x C x V2
[2] Dynamique des fluides numérique : analyse des écoulements de fluides à l’aide de méthodes de résolution numérique. La CFD permet d’analyser des problèmes complexes impliquant une interaction fluide-fluide, fluide-solide ou fluide-gaz. Source : https://www.femto.eu/stories/what-is-cfd/
[3] La régression linéaire a été appliquée aux 24 graphiques F = f(V2) générés par cette étude pour obtenir le facteur aérodynamique K de la direction équivalente du vent.
[4] Source: http://agora.ex.nii.ac.jp/digital-typhoon/disaster/landfall-full/index.html.en
[5] Plus d’informations : https://qz.com/1378242/typhoon-jebi-photos-of-japans-most-powerful-storm-in-25-years/
[6] Plus d’informations dans l’article: DNV-GL : NORMALISER LE PV FLOTTANT POUR FACILITER SON DÉVELOPPEMENT
