Expertise durable : Suivre le soleil pour alimenter la Terre

Alors que les pays du monde entier migrent vers une plus grande adoption des énergies renouvelables pour atteindre leurs objectifs net-zéro, l’énergie solaire est devenue un choix préféré. Les régions du sud, de la Californie au Moyen-Orient, construisent des fermes solaires qui varient dans leurs technologies, tout en s’appuyant de la même manière sur des suiveurs solaires pour capter l’énergie du soleil. Cone Drive de Timken est devenue un leader des solutions de contrôle de mouvement de précision pour ces suiveurs, maximisant l’exposition solaire car ils pointent directement vers le soleil toute la journée, tous les jours, pendant des années.

« Les solutions uniques de Cone Drive sont devenues essentielles pour les plus grandes stations solaires du monde, y compris deux nouveaux sites au Moyen-Orient », déclare Kurt Gamelin, président de Cone Drive. « Les clients savent que notre expertise technique et notre influence sur la conception peuvent avoir un impact positif sur l’efficacité et la fiabilité de leurs équipements. »

Une innovation qui fait avancer la durabilité

Plus d’efficacité aujourd’hui signifie une plus grande résilience demain – pour les entreprises, les communautés et la planète. C’est pourquoi Timken se concentre sur l’innovation dans des secteurs comme les énergies renouvelables, et la contribution de Cone Drive au développement rapide de l’industrie solaire mondiale en est un excellent exemple.

« Nous entreprenons d’énormes projets de systèmes d’énergie solaire thermique avec notre technologie à double enveloppe, y compris ce qui sera bientôt la plus haute tour à centrale solaire thermodynamique (CSP) du monde », a déclaré Gamelin. « Lorsqu’elle sera terminée, la tour Noor Energy 1 CSP de Dubaï devrait générer 100 mégawatts d’électricité. »

Cone Drive est le fournisseur exclusif d’engrenages à vis sans fin pour les 70 000 héliostats de la tour Noor Energy 1. La conception de l’engrenage à vis sans fin à double enveloppe fournit des charges de couple dynamiques et statiques élevées dans un petit ensemble, offrant précision et exactitude avec un jeu zéro absolu. En termes simples : les unités sont efficaces, très performantes et nécessitent peu d’entretien sur leur durée de vie de plus de 20 ans.

Noor Energy 1 devrait être mise en service en 2021 et constitue la quatrième phase d’un parc solaire multi-technologies qui, une fois terminé, aura une capacité totale de 950 MW.

En Israël, la technologie de Cone Drive fait déjà fonctionner plus de 50 000 héliostats contrôlés par ordinateur à la station thermale solaire d’Ashalim dans le désert du Néguev. Ashalim produit suffisamment d’électricité pour alimenter 120 000 foyers de la région en énergie propre.

Les deux stations solaires, ainsi que le Système de génération d’électricité solaire Ivanpah équipé de Cone-Drive dans le sud de la Californie, ont été conçus et construits par BrightSource Energy, qui se spécialise dans les systèmes CSP qui minimisent l’impact environnemental et aident les clients à atteindre leurs objectifs d’énergie propre.

La technologie : Activation des deux types de parcs d’énergie solaire

« BrightSource est un leader mondial de la technologie CSP, et Ivanpah était notre premier grand projet solaire avec eux », a déclaré Jacob Randall, directeur mondial des marchés stratégiques de Cone Drive. « Le système d’Ivanpah tire parti de notre technologie d’engrenage à vis sans fin à double enveloppe de pointe pour les entraînements conçus sur mesure, et nous sommes la seule entreprise au monde à proposer cette technologie aux partenaires solaires. Notre produit et notre expertise ont été démontrés sur ce projet et depuis lors, nous sommes devenus leur fournisseur de choix sur de grands projets.

Jacob note que si Cone Drive fournit des solutions d’engrenage pour des projets CSP massifs à l’échelle mondiale, divers clients et régions préfèrent différentes technologies en fonction de leurs facteurs climatiques et économiques.

« Les fermes CSP sont plus courantes près de l’équateur où il y a une forte concentration de lumière solaire », a poursuivi Randall. « Les parcs solaires photovoltaïques (PV) couvrent une empreinte géographique beaucoup plus large car ils sont des conceptions moins complexes, plus faciles à installer et plus économiques. Pour nos équipes d’ingénierie et de fabrication, tout se résume aux clients individuels et, dans certains cas, aux projets individuels du client. Nous utilisons nos connaissances collectives dans les applications solaires pour personnaliser les solutions afin de répondre aux besoins spécifiques du client. »

Cone Drive est spécialisé dans les systèmes de contrôle de mouvement pour les deux types de centrales solaires à grande échelle, notamment :

Centrale solaire thermodynamique (CSP) Alimenté par la chaleur	Centrale solaire photovoltaïque (PV) Alimentée par la lumière
Comment ça fonctionne La lumière du soleil est réfléchie par une configuration de miroirs vers un « concentrateur » tel qu’une tour solaire (photo ci-dessus) pour créer de la vapeur à haute température. La vapeur est ensuite utilisée pour entraîner des systèmes de générateurs conventionnels qui créent un courant alternatif qui peut être distribué en toute sécurité sur un réseau électrique.	Comment ça fonctionne La lumière du soleil est absorbée par les cellules solaires pour créer un courant électrique continu, qui est ensuite converti en un courant alternatif pour être distribué en toute sécurité sur un réseau électrique.
Avantage principal Capacité à stocker de l’énergie pour une utilisation future	Avantage principal Économique
Solution de Cone Drive Utilisation des héliostats CSP Entraînements à double enveloppe Cone Drive sur un axe et des actionneurs linéaires sur l’autre pour suivre le soleil. Dans une conception à double enveloppe, la vis sans fin « épouse » l’engrenage, créant un plus grand contact de surface, ce qui permet au réducteur à vis sans fin de fonctionner à plus basse température, plus silencieusement et avec une efficacité accrue. Cone Drive est le développeur original et le seul fournisseur de cette technologie spécifique au monde.Les cellules solaires photovoltaïques de	Cone Drive Solution utilisent des systèmes d’engrenages équipés d’entraînements à rotation de Cone Drive pour suivre le soleil tout au long de la journée. Les entraînements à rotation offrent une longue durée de vie et une grande fiabilité et sont spécialement conçus pour fournir des rapports d’engrenage importants en une seule étape de l’engrenage. Les unités totalement fermées économisent de l’espace et offrent une longue durée de vie à de faibles coûts de maintenance.

« Du côté CSP, il existe des sous-segments du marché basés sur la taille du miroir, et nous sommes le leader mondial des entraînements pour les miroirs de 1,8 à 2,8 mètres carrés, qui est la technologie la plus importante et la plus significative dans ce segment», affirme Randall. « Dans le domaine du photovoltaïque, Cone Drive est devenue l’an dernier le leader mondial des solutions d’entraînement. Notre leadership dans les premières étapes du développement solaire nous a établi comme un leader technique de l’équipement d’origine, et les clients savent que nous avons les capacités pour les soutenir dans l’avenir avec nos services et pièces de rechange à mesure que leurs stations solaires vieilliront.

En plus de faire progresser l’énergie solaire grâce à son expertise en ingénierie, Timken s’est également engagée à être un consommateur croissant en énergie de source alternative. La société a multiplié par plus de six son utilisation de l’énergie solaire entre 2018 et 2019 et continue de chercher des opportunités pour réduire sa dépendance aux combustibles fossiles dans ses opérations mondiales.

Published: 2021/05/24