Centrale hybride pour un centre de reproduction porcine en Espagne
Type d’intervention
Pré-étude, étude, mise en serviceClient
MazanaDate de la réalisation
Lieu
Huesca, EspagneÀ propos de l’installation
Le groupe d’entreprises Mazana, leader national de la production porcine, a confié à CRE Technology la mise en œuvre d’un projet hybride combinant une centrale de production d’électricité diesel et une centrale photovoltaïque sur son site de Castelflorite (Huesca, Espagne). Engagés dans une démarche de réduction de l’impact environnemental et de décarbonation, les deux entreprises ont conçu un système permettant de diminuer la consommation de diesel et les émissions polluantes.
1. Contexte
La demande croissante en solutions énergétiques durables et performantes a conduit à des avancées significatives dans l’intégration des énergies renouvelables aux sources de production d’énergie conventionnelles. Dans ce contexte, CRE Technology a développé une solution hybride innovante permettant de combiner plusieurs sources d’électricité de manière flexible et efficace. Ce système optimise l’utilisation de l’énergie, réduit les coûts d’exploitation et les émissions polluantes, tout en assurant une gestion plus efficace des ressources énergétiques disponibles.
Les systèmes électriques hybrides sont devenus une tendance clé dans de nombreux secteurs, en particulier dans les environnements où les sources d’énergie renouvelable, telles que le photovoltaïque et l’éolien, doivent être couplées à des solutions traditionnelles comme les groupes électrogènes. Sans une solution de gestion adaptée, ces systèmes peuvent être inefficaces, entraînant une consommation excessive de carburant, des coûts d’exploitation élevés et une fiabilité réduite de l’alimentation électrique.
La solution hybride de CRE Technology permet une intégration fluide de différentes sources d’énergie, s’adaptant aux besoins spécifiques de chaque client. Grâce à son architecture modulaire et flexible, elle peut être étendue et personnalisée en fonction des exigences énergétiques de chaque installation. Cette technologie avancée assure une utilisation optimale des ressources et garantit la fiabilité et la stabilité du réseau électrique, même en cas de conditions difficiles ou de perte de communication entre les équipements de contrôle.
Le centre de reproduction porcine de Castelflorite, situé dans la province de Huesca, a été inauguré à la fin de l’année 2024 et est devenu l’une des installations les plus modernes et avancées du secteur. Avec une capacité d’accueil de 3 000 truies reproductrices et une production annuelle de plus de 60 000 porcelets, ce centre intègre des systèmes technologiques de pointe garantissant à la fois le bien-être animal et l’optimisation des processus de production.
Au-delà de ses capacités de production, cette installation se distingue par son engagement en faveur de la durabilité et de la réduction de son empreinte environnementale.
Des technologies innovantes permettent un contrôle strict des conditions environnementales et sanitaires, réduisant ainsi le risque de contamination croisée entre les animaux et limitant les risques de maladies. L’intégration de ces solutions technologiques est essentielle pour améliorer l’efficacité opérationnelle et assurer un environnement sain pour les animaux, élément clé de leur développement et de leur productivité.
Dans un contexte où l’industrie agroalimentaire évolue vers des modèles plus durables, le centre de Castelflorite représente un exemple d’innovation, intégrant les meilleures pratiques en matière de bien-être animal et d’éco-responsabilité.
Afin d’assurer le bon fonctionnement de ces installations, compte tenu de leur dépendance à l’alimentation électrique et de l’absence de raccordement au réseau, deux groupes électrogènes ont été installés pour un fonctionnement en continu 24h/24 et 7j/7, l’un d’eux servant de groupe de secours au groupe électrogène principal.
Les groupes électrogènes, fabriqués par Grupos y Generadores Monzón, ont une puissance de 300 kVA pour le groupe principal et 500 kVA pour le groupe de secours, et sont équipés d’un système de régulation de fréquence et de tension.
Dans l’attente du raccordement au réseau électrique, prévu pour la fin de l’année 2025, le Grupo Empresarial Mazana a installé une centrale photovoltaïque de 220 kW, avec une puissance nominale de 200 kW, équipée de 2 onduleurs Huawei et de panneaux photovoltaïques Longi, afin de soutenir l’alimentation électrique et réduire la consommation d’énergie. L’installation de cette centrale photovoltaïque a été réalisée par la société AMB Greenpower, qui a joué un rôle clé dans l’intégration de la centrale avec la solution hybride développée par CRE Technology.
2. Problématiques rencontrées par le client
L’absence de raccordement au réseau électrique impose un fonctionnement continu du groupe électrogène principal, ce qui entraîne :
- Une consommation élevée de diesel, engendrant des coûts d’exploitation importants.
- Des recharges fréquentes des réservoirs, nécessitant une logistique régulière.
De plus, l’entrée de véhicules dans l’enceinte du centre représente un risque sanitaire pour les animaux, augmentant le risque de contamination et de propagation de maladies. Il est donc essentiel de limiter autant que possible ces déplacements.
Face à ces contraintes, la réduction de la consommation de diesel était une priorité pour le client. Cela a conduit CRE Technology à développer un système de contrôle avancé, permettant l’hybridation de la centrale photovoltaïque avec les groupes électrogènes.
La solution que nous avons apportée
Après une étude approfondie de l’intégration énergétique, CRE Technology a proposé une solution garantissant l’hybridation complète de la centrale photovoltaïque avec les groupes électrogènes.
Cette solution repose sur l’utilisation d’équipements de contrôle de la gamme COMPACT, assurant la gestion à la fois des groupes électrogènes et des onduleurs photovoltaïques.
En complément, un module d’accès à distance a été installé, permettant la supervision en temps réel de la centrale et l’envoi d’alertes en cas d’anomalie.
1. Module GENSYS COMPACT PRIME – Gestion des groupes électrogènes
Un module GENSYS COMPACT PRIME a été installé pour la gestion des groupes électrogènes, avec les fonctionnalités suivantes :
- Démarrage et arrêt automatisés du moteur : Simplifie le processus d’activation et d’arrêt des groupes électrogènes.
- Communication CANbus J1939 : Assure l’intégration avec les moteurs électroniques, améliorant ainsi la surveillance et le contrôle des performances.
- Protections du groupe électrogène : Comprend des protections mécaniques et électriques garantissant un fonctionnement fiable et sécurisé.
- Surveillance et affichage des paramètres : Permet une visualisation et un contrôle simples des paramètres mécaniques et électriques.
- Capacité de synchronisation : Permet la synchronisation de jusqu’à 32 groupes électrogènes, avec le réseau, les batteries, les panneaux photovoltaïques ou les éoliennes, assurant une gestion efficace de l’énergie.
- Répartition de charge (kW/kVAr) : Intègre une gestion des rampes de charge et de décharge pour une distribution optimisée de l’énergie.
- Gestion dynamique des groupes électrogènes : Ajuste automatiquement le nombre de générateurs en fonctionnement en fonction des variations de charge et de la production photovoltaïque ou éolienne. Cette fonctionnalité repose sur une communication avancée CANbus avec les autres contrôleurs hybrides, garantissant une alimentation de secours constante.
2. Module HYBRID COMPACT – Gestion des onduleurs photovoltaïques et éoliens
Un module HYBRID COMPACT a été installé pour la gestion des onduleurs photovoltaïques via le SmartLogger 3000 de Huawei, avec les fonctionnalités suivantes :
- Contrôle flexible des onduleurs : Permet la gestion d’un unique onduleur photovoltaïque ou éolien ainsi que la gestion simultanée de plusieurs onduleurs via un dispositif de centralisation propriétaire.
- Compatibilité étendue en communication : Supporte les protocoles ModBus TCP & RTU (avec adaptateur RTU) pour une large gamme d’onduleurs, notamment : ABB, Afore, AP Systems, Canadian Solar, Danfoss Solar, Delta, Deye, Fronius, Goodwe, Hoymiles, Huawei, Kaco, Outback Power, Qcells, Schneider, Solax Power, Solis, Sungrow…
- Pour les onduleurs compatibles Sunspec, la reconnaissance est automatique, sans besoin de configuration de la table ModBus.
- Pour les onduleurs non compatibles Sunspec, une table ModBus configurable est disponible.
- Surveillance et affichage des paramètres : Acquisition et affichage des paramètres électriques des onduleurs via ModBus TCP/RTU ou par l’intermédiaire des entrées de tension et de courant intégrées du contrôleur, garantissant une redondance et une acquisition accélérée des données.
- Gestion de la limitation de puissance photovoltaïque et éolienne : Ajustement de la puissance de production en fonction des besoins de l’application, notamment pour :
- Maintenir une puissance minimale sur les groupes électrogènes
- Respecter les consignes du réseau
- Limiter le courant de charge des batteries
- Contrôle de la puissance réactive : Permet la gestion de la puissance réactive des onduleurs photovoltaïques ou éoliens via :
- Un facteur de puissance fixe configurable
- Une répartition de la puissance réactive entre les différentes sources d’énergie
- Sécurisation de la production :
- Arrêt immédiat de la production photovoltaïque ou éolienne en cas de retour de puissance vers les groupes électrogènes, afin d’assurer leur maintien en production.
- Intégration d’un contrôle manuel du relais de production des onduleurs.
- Gestion des pertes de communication : En cas de perte de communication avec l’onduleur :
- Le contrôleur peut ouvrir le relais de production de l’onduleur.
- Les groupes électrogènes passent en mode droop pour assurer la continuité de l’alimentation, puis reviennent en mode isochrone une fois la communication rétablie.
- Protection électrique des onduleurs : Garantit la sécurité et la longévité des équipements.
3. Module I4GEN BOX – Supervision et communication à distance
Un module I4GEN BOX a été installé pour permettre la supervision et la gestion à distance de l’installation, avec les fonctionnalités suivantes :
- Affichage automatique du schéma unifilaire de l’installation : Simplifie la gestion et le suivi de jusqu’à 40 sources d’énergie.
- Archivage horodaté des événements : Stocke les 500 derniers événements, alarmes et défauts, avec plusieurs filtres facilitant le diagnostic.
- Courbes historiques de production : Conservation des données jusqu’à 30 ans pour une analyse détaillée des performances.
- Connectivité universelle : Accès à Internet via Wi-Fi, Ethernet (WAN) ou 4G (carte SIM), garantissant une surveillance en toutes circonstances.
- Configuration automatique des adresses IP : Simplifie et accélère l’accès aux différents contrôleurs de l’installation.
- Synchronisation horaire automatique sur le réseau : Appliquée à tous les contrôleurs pour assurer une cohérence des données.
- Accès à distance sécurisé via ZOHO Assist© : Permet la surveillance, la configuration et le contrôle des équipements, où que vous soyez.
- Notifications détaillées par e-mail : Envoi automatique d’alertes en cas d’alarme ou de défaut.
- Localisation GPS intégrée : Envoi d’une alerte par e-mail en cas de déplacement des groupes électrogènes.
- Interface d’affichage entièrement personnalisable : Possibilité d’adapter les pages de supervision aux besoins spécifiques du client.
- Personnalisation de l’interface client : Affichage du logo personnalisé dans l’en-tête, sur la page d’accueil et sur l’écran de démarrage.
4. Gestion de la communication entre groupes électrogènes et onduleurs
Afin d’assurer un contrôle optimal de la production d’énergie entre les groupes électrogènes et les onduleurs photovoltaïques, une topologie de communication basée sur CANBus et Modbus TCP a été mise en place. Cette architecture permet une gestion efficace des flux de puissance et garantit une répartition équilibrée de la charge entre les différentes sources d’énergie.
De cette manière, la puissance produite, tant active que réactive, par les groupes électrogènes et les onduleurs photovoltaïques peut être contrôlée, permettant ainsi une répartition efficace de la charge entre ces différentes sources d’énergie.
En cas de perte de communication CANBus entre les contrôleurs, la centrale passera en mode droop, permettant aux groupes électrogènes de continuer à fonctionner en parallèle avec les onduleurs photovoltaïques.
Le système intègre également une protection contre le retour de puissance vers les groupes électrogènes. En cas de risque de retour d’énergie, la production photovoltaïque est désactivée afin d’éviter l’arrêt des générateurs, ce qui pourrait entraîner une perte de tension sur l’installation.
Le module I4GEN BOX permet de générer des courbes de production en kW et kVAr pour les groupes électrogènes et la centrale photovoltaïque. L’image suivante illustre le profil de production de cette application.
Grâce à l’option de superposition des courbes, il est clairement visible que les onduleurs photovoltaïques (courbe jaune) génèrent plus de puissance que le groupe électrogène (courbe bleue) pendant les heures ensoleillées.
La solution hybride développée par CRE Technology présente les avantages suivants :
- Modularité et évolutivité : Une solution adaptable aux besoins du client, offrant un excellent compromis entre fonctionnalités et coût.
- Gestion avancée de l’hybridation : Permet un contrôle efficace de différentes sources de production d’énergie, telles que le réseau électrique, les groupes électrogènes, les onduleurs photovoltaïques, le stockage par batteries et les éoliennes, quelle que soit leur quantité ou leur combinaison.
- Séquences de contrôle intégrées : Comprend des séquences prédéfinies qui suppriment la nécessité d’un automate de contrôle (PLC), garantissant ainsi la production d’énergie même en cas de perte de communication entre les équipements de contrôle. Cette approche réduit également le temps de mise en service grâce à une configuration simplifiée.
- Supervision à distance : Permet le suivi en temps réel depuis n’importe quel appareil, avec une option d’authentification à deux facteurs et l’envoi d’alertes en cas d’anomalie.
- Optimisation des coûts d’installation : Grâce à la capacité des onduleurs photovoltaïques à produire de la puissance réactive sur les quatre quadrants, l’installation d’une batterie de condensateurs devient inutile, réduisant ainsi le coût global de l’installation.
- Réduction de la consommation de carburant et des émissions polluantes : L’optimisation de l’utilisation des sources renouvelables permet de réduire la consommation de carburant jusqu’à 50 %, comme illustré dans les images suivantes, mettant en évidence l’impact de la production photovoltaïque sur la consommation de diesel.
Conclusion
Selon cet article, l’hybridation de différentes sources d’énergie ne représente pas seulement une solution innovante pour la production d’électricité, mais offre également de nombreux avantages techniques et économiques.
En combinant des sources d’énergie renouvelable, telles que le solaire et l’éolien, avec des systèmes de production conventionnels, il est possible d’optimiser les performances et la fiabilité des installations. Cela permet à nos clients de réduire significativement les coûts d’installation et de maintenance, tout en exploitant de manière optimale les ressources énergétiques disponibles, en fonction des conditions environnementales.
Par ailleurs, cette approche hybride a un impact direct sur la durabilité, car elle contribue à réduire les émissions polluantes en diminuant la dépendance aux énergies fossiles.
Elle constitue ainsi un double avantage : à la fois économique pour les utilisateurs, et écologique, en favorisant un modèle de consommation énergétique plus responsable et respectueux de l’environnement.
Dans cette optique, le déploiement de technologies hybrides s’impose comme une stratégie clé pour accompagner la transition énergétique, en contribuant à atténuer les effets du changement climatique à l’échelle mondiale.
Ce type d’application hybride ne vise donc pas uniquement à optimiser les ressources et réduire les coûts, mais participe activement à la construction d’un avenir plus vert et plus durable pour les générations futures.
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