Comment le Machine Learning et le jumeau numérique contribuent à la maîtrise du flux solaire ?

L’objectif principal de ce projet est de mettre en place des stratégies de commande du champ d’héliostat permettant ainsi de générer un flux défini par un utilisateur (uniforme, gradient, circulaire etc.). Découvrez le projet à travers ce partenariat avec le CNRS !

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Jumeau numérique et flux solaire

L’un des défis majeurs dans le secteur de l’énergie est l’optimisation de la mise en œuvre ainsi que le rendement des centrales solaires thermiques à concentration. C’est dans ce contexte que nous avons pu mettre au point le jumeau numérique d’une centrale dans le cadre d’un partenariat avec le CNRS.

L’équipe Thémis du CNRS est un laboratoire qui travaille sur la production d’énergie en utilisant la technologie de CSP (Concentrated Solar Power). Cette technologie consiste à concentrer le flux solaire via un champ d’héliostats, pilotables, au niveau d’une tour comportant un récepteur. Ce récepteur transforme l’énergie solaire en énergie électrique. Dans le cadre du projet PEGASE, l’équipe Thémis avait pour priorité de restaurer le champ d’héliostat et d’équiper la tour du récepteur.

Les technologies actuelles de récepteur sont des technologies robustes pouvant s’accommoder à des flux solaires peu uniformes (présence de points chauds). Afin d’augmenter les rendements, le CNRS souhaite tester des récepteurs plus performants, à base de céramique et ces derniers ont besoin d’un flux solaire ne comportant aucun point chaud.

L’enjeu principal de ce projet est de pouvoir contrôler le flux en termes de puissance totale absorbée par le récepteur mais également en termes de spatialisation et éviter à tout prix les points chauds pouvant entrainer un éclatement du récepteur.

 

Jumeau numérique : définition

Un jumeau numérique est un modèle virtuel d’un processus ou d’un système complexe, mis à jour via un processus de capture et de traitement de données.

Chez OSE, nous avons déjà utilisé cette méthode dans un outil de smart shipping.

 

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La première phase de ce projet (méthodologie de quantification du flux solaire) a abouti à la publication d’un article dans le journal AIP Conference Proceedings.

Jumeau numérique et OSE : nos missions

  • Mettre au point, conjointement avec l’équipe du CNRS une méthodologie de quantification du flux solaire entrant dans le récepteur. Cette méthode est basée sur des technologies de traitement d’image et de fusion de données avec un fluxmètre.
  • Proposer des modèles d’apprentissage permettant de simuler le flux envoyé par un héliostat au récepteur, et par l’ensemble du champ d’héliostat.
  • Développer des lois de commande prédictive pour la gestion du champ d’héliostat et l’optimisation de la répartition du flux.
energie

Jumeau numérique dans l'industrie

Le bénéfice de la solution OSE :

 

Grâce à une modélisation numérique effectuée par des équations physiques et des méthodes d’apprentissage machine sur des données mesurées, nous avons pu prédire le comportement d’un système.

Nous avons apporté des savoir-faire numériques en traitement d’image, modélisation et stratégie de contrôle.

1 collaborateur OSE mobilisé

Pendant 6 mois

Partenariat avec le CNRS pendant 3 ans