Intégrer une source d’énergie renouvelable en milieu minier : six étapes clés

15 août, 2019 | Blogue

JEAN-PHILIPPE CASTONGUAY, ing.

Directeur, ligne d’affaires – Réseaux autonomes hybrides

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Vous songez à intégrer une source d’énergie renouvelable pour alimenter vos installations minières en région éloignée et réduire vos coûts de carburant.

Vous vous posez cependant, à raison, une foule de questions : Quelle technologie choisir? Quelles seront ses répercussions réelles sur votre réseau? Quelles économies de carburant pouvez-vous escompter?

Ce billet de blogue vous aidera à comprendre comment l’utilisation d’une source d’énergie renouvelable peut s’inscrire dans l’exploitation efficiente de vos installations minières.

1re étape : comprendre votre exploitation

Pour savoir dans quelle mesure une source d’énergie renouvelable peut vous être utile, vous devez d’abord disposer de certains renseignements sur votre exploitation et vos installations, et plus particulièrement sur l’équipement installé et son fonctionnement.

Ce que vous devez d’abord déterminer :

  • Quelles sont vos plus grandes charges?
  • Quel est le portrait de la demande de puissance de pointe?
  • Avez-vous des besoins d’énergie thermique?
  • Les opérateurs qui se consacrent aux procédés et les opérateurs de la centrale électrique communiquent-ils entre eux?
  • Quelle est la stratégie d’exploitation de la centrale?
  • Quelle est votre stratégie de délestage?

Voici les bases sur lesquelles vous pourrez entreprendre une analyse de rentabilisation et évaluer les répercussions de l’intégration d’une source d’énergie renouvelable sur votre exploitation.

2e étape : comprendre vos limites

Il est ensuite essentiel de connaître les limites de votre réseau. L’énergie renouvelable produite avec les technologies d’aujourd’hui comporte souvent des limites de qualité qui pourraient restreindre vos activités.

À terme, l’intégration de l’énergie renouvelable à votre bouquet énergétique :

  • limite le courant de défaut (court-circuit) disponible;
  • réduit la disponibilité de la puissance réactive;
  • nuit à la stabilité de la fréquence et à la régulation de la tension;
  • réduit la récupération de chaleur;
  • augmente nécessairement les réserves tournantes.

Ce dont il faut prendre conscience, surtout, c’est que la part des énergies renouvelables dépend des limites de court-circuit à respecter dans votre réseau électrique pour éviter d’endommager l’équipement et de causer des blessures. Pour cela, on veille habituellement à maintenir sur le réseau une proportion minimale d’énergie générée au moyen de moteurs alternatifs ou on emploie des compensateurs synchrones. Dans un cas comme dans l’autre, il faut tenir compte de facteurs techniques et économiques importants.

3e étape : comprendre vos ressources

Vous devez ensuite comprendre vos ressources énergétiques renouvelables :

  • Quel est le potentiel éolien de votre emplacement?
  • Quels sont les niveaux d’insolation?
  • Y a-t-il un potentiel hydroélectrique?

Vous pouvez obtenir des réponses générales à partir des données en ligne, mais à défaut de mesures réalisées localement, le niveau d’incertitude demeurera élevé. Le graphique suivant illustre les écarts entre les données en ligne sur les ressources éoliennes pour un même emplacement physique :

Figure 1 : Intégration d’éoliennes à un système hors réseau

Cela démontre que, pour une même étude, l’utilisation de sources d’information différentes peut faire varier la quantité de carburant déplacée de 20 %, ce qui peut changer du tout au tout la viabilité financière du projet.

En ce qui concerne l’insolation, bien que les données recueillies par satellite soient assez exactes, comprendre les fluctuations de la couverture nuageuse peut aider à évaluer l’incidence réelle sur la variabilité de la production d’énergie. Il importe également de recueillir des données pour au moins une année complète afin de comprendre les effets des variations saisonnières.

4e étape : réaliser l’analyse de rentabilité

Les éléments précédents sont ensuite réunis pour permettre une modélisation efficace de votre réseau et réaliser une analyse de rentabilité qui détermine le point optimal sur les plans technique et économique. Ainsi, vous pouvez faire un choix d’investissement éclairé à faible risque qui répond à vos besoins.

Figure 2 : Coût de l’énergie renouvelable et litres de carburant remplacé en fonction de la puissance installée

La figure ci-dessus montre que passé un certain point, accroître l’investissement n’augmente pas le rendement. On atteint un plateau où l’ajout d’une source d’énergie renouvelable au réseau a peu d’effet sur la proportion de carburant remplacé.

5e étape : choisir un plan de déploiement

À cette étape, les bases sont jetées. La question est de déterminer la date du déploiement des installations d’énergie renouvelable et des méthodes à employer pour le faire.

La réponse à cette question dépend de plusieurs facteurs, notamment :

  • Quelle part de risque êtes-vous disposé à prendre?
  • Quelles sommes pouvez-vous investir?
  • Quels bouleversements êtes-vous prêt à tolérer dans votre exploitation?

L’approche prudente consiste habituellement à étudier votre exploitation, puis à intégrer graduellement l’énergie renouvelable à votre réseau. Cette approche, contrairement à un changement radical, limite le risque de déstabiliser l’énergie générée et de perturber votre production.

6e étape : apporter des améliorations en continu

Gardez à l’esprit que votre système de génération d’énergie renouvelable ne sera pas optimal dès le premier jour. Au départ, il faudra en faire une exploitation prudente pour vous assurer que la production d’électricité est gérée correctement et que la fiabilité de votre réseau est maintenue.

Attendez-vous également à devoir maintenir de grandes réserves tournantes et, possiblement, à réduire la consommation d’énergie renouvelable jusqu’à ce que sa fiabilité soit confirmée. Par la suite, vous pourrez peaufiner les détails, apporter des améliorations et optimiser peu à peu votre système afin d’en tirer le plein potentiel.

Vous pourrez aussi le perfectionner à mesure que les fonds nécessaires deviendront disponibles, si cela n’a pas été fait dès le départ. Vous pourriez par exemple ajouter des stations météorologiques pour mieux gérer la réserve tournante ou mettre en place des batteries d’accumulateurs.

En conclusion

De nos jours, de nombreuses mines situées en région éloignée envisagent d’intégrer les énergies renouvelables à leur réseau. Comptez sur BBA pour vous aider à faire le bon choix.

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