Ces centrales solaires utilisent des milliers de miroirs (héliostats) qui suivent la course du soleil et concentrent sa lumière sur un récepteur situé au sommet de la tour. Des températures très élevées y sont générées, puis converties en électricité. Bien que devenue la technologie dominante à l'échelle mondiale, leur performance repose encore sur des opérations de terrain extrêmement complexes, nécessitant le fonctionnement parfaitement synchronisé de milliers d'héliostats, de récepteurs et de systèmes de stockage. Leur numérisation est donc essentielle pour optimiser leur rendement, réduire les coûts et accélérer leur déploiement.
« Face au rythme de croissance des centrales solaires à tour dans le monde, l’Europe doit combler son retard en matière de numérisation pour conserver son leadership et réduire ses coûts en deçà des objectifs fixés par le Plan stratégique pour les technologies énergétiques (Plan SET) de l’UE », déclare Joerg Widmer, responsable du projet et directeur de recherche chez IMDEA Networks. Il ajoute : « SUN-DT propulse la technologie des centrales solaires thermodynamiques à tour dans une ère entièrement numérique. En combinant l’étalonnage basé sur l’IA, la maintenance prédictive et l’optimisation en temps réel, nous permettons aux centrales de fonctionner avec une efficacité et une fiabilité sans précédent. Ce projet renforce le leadership technologique de l’Europe dans le domaine des énergies renouvelables. ».
IMDEA Networks pilote le développement de la couche de communication sans fil 5G qui permettra la caractérisation et l'étalonnage des héliostats. Sa contribution est essentielle au déploiement à grande échelle de cet outil : elle assure des liaisons fiables et à haut débit sur l'ensemble du champ solaire, garantit une collecte de données robuste et permet des boucles de rétroaction en temps réel.
« Nous possédons une expertise pointue en matière de détection sans fil et d'architecture réseau, ainsi que des infrastructures de test de pointe comme le laboratoire NEXTONIC, qui nous permet de prototyper et de valider des composants de communication en conditions réelles », explique Widmer. Outils numériques : Le projet développera quatre outils numériques interopérables – HELIOSTATACC, SUN-DTWIN, D-OPT et PREDOM – qui permettront d'améliorer sensiblement les performances des centrales solaires thermodynamiques (CSP). Ces technologies automatisent l'étalonnage des champs solaires, créent un jumeau numérique pour la prise de décision en temps réel, optimisent la distribution d'énergie (c'est-à-dire la quantité d'énergie injectée sur le réseau à un instant donné) et permettent la maintenance prédictive.
L'objectif est de démontrer :
• Amélioration de l'efficacité du champ solaire et réduction des pertes optiques.
• Réduction des coûts et des temps d'arrêt grâce à la maintenance prédictive.
• Optimisation de la répartition de l'énergie, facilitant la participation des centrales solaires thermodynamiques aux services auxiliaires du réseau.
• Des coûts de production d'énergie renouvelable plus compétitifs, alignés sur les objectifs du plan européen SET.
Tous ces outils seront intégrés à une plateforme unifiée SUN-DT, qui sera testée et validée sur deux sites expérimentaux et deux centrales solaires thermodynamiques (CSP) commerciales : Khi Solar One en Afrique du Sud et Cerro Dominador au Chili. Ces centrales sont exploitées par deux partenaires du consortium, leaders mondiaux de l’énergie solaire, respectivement COX et ACCIONA, et représentent différentes configurations de tours CSP. « Par exemple, un système d’étalonnage et de caractérisation des héliostats détectera automatiquement tout défaut d’alignement en temps réel et recommandera des actions correctives. Au lieu de planifier des cycles de maintenance complets, les opérateurs n’ajusteront que les miroirs qui nécessitent une intervention. Cela améliore directement l’efficacité optique et permet de gagner de nombreuses heures de travail sur le terrain », conclut Widmer.
