Prévenir les dommages thermiques et les pertes d'énergie dans les cuves de stockage de sel fondu

Les systèmes de stockage d'énergie thermique à sel fondu nécessitent une surveillance fiable de la température afin de maintenir leur efficacité et de protéger les infrastructures critiques. Les températures de process élevées, la stratification thermique et le transfert de chaleur peuvent avoir un impact sur les performances de stockage et la durée de vie de l'installation s'ils ne sont pas détectés à temps. Endress+Hauser relève ce défi grâce à un concept complet de profilage de température qui surveille le stock de sel fondu, la paroi de la cuve et les fondations. Cette solution permet la détection précoce de tout comportement thermique anormal et garantit un fonctionnement sûr, efficace et fiable de l'installation. 

Le concept de surveillance intégrée de la température offre une visibilité sur les conditions thermiques dans l'ensemble du système de stockage à sel fondu, y compris le produit de stockage, la paroi de la cuve et les fondations. En combinant plusieurs technologies de profilage thermique, les opérateurs peuvent identifier les problèmes thermiques naissants avant qu'ils n'affectent les performances de stockage ou l'intégrité des installations. 

Cette solution permet de détecter la stratification thermique, les transferts de chaleur anormaux, la dégradation de l'isolation et les écarts de température au niveau des fondations. Ces informations permettent de prendre des décisions opérationnelles plus éclairées et contribuent à maintenir des conditions de stockage stables tout au long des cycles de charge, de stockage et de décharge. 

Parmi les avantages attendus figurent une sécurité accrue des process, une meilleure utilisation de l'énergie thermique stockée, une réduction des risques liés à la maintenance et une protection renforcée des infrastructures critiques. Le profil de température complet soutient également les stratégies de gestion des actifs à long terme et contribue à garantir la disponibilité fiable de l'installation tout au long de son cycle de vie opérationnel.

Le stockage d'énergie par sel fondu est une technologie clé dans les centrales solaires à concentration (CSP) et les systèmes industriels de stockage thermique. Pour optimiser l'efficacité du stockage et garantir la fiabilité à long terme des installations, les exploitants doivent disposer d'informations précises sur les conditions de température dans l'ensemble du système de stockage. Cependant, les températures de fonctionnement élevées, la stratification thermique, les cycles de chauffage et de refroidissement, ainsi que les conditions de process corrosives rendent difficile une surveillance fiable de la température. 

En l'absence de profils de température représentatifs, un transfert de chaleur anormal peut passer inaperçu. Cela peut entraîner l'apparition de points chauds, une dégradation de l'isolation, des contraintes structurelles, la solidification du sel, une baisse du rendement de stockage ou des dommages à long terme à la cuve et à ses fondations. Les cuves de stockage étant des équipements de grande taille, difficilement accessibles et dont les intervalles de maintenance sont espacés, les exploitants ont besoin d'un moyen fiable de surveiller la répartition de la température au sein du sel fondu, sur la paroi de la cuve et au niveau des fondations, tout au long du cycle de vie de l'installation.

Endress+Hauser relève ce défi grâce à un concept de surveillance de la température à plusieurs niveaux qui offre une visibilité totale sur le comportement thermique du système de stockage à sel fondu. Plutôt que de s'appuyer sur des points de mesure isolés, cette solution combine des technologies multipoints dédiées à chaque zone critique du réservoir, permettant ainsi aux opérateurs de détecter toute anomalie de température avant qu'elle n'affecte la sécurité, l'efficacité ou l'intégrité des installations. 

L'iTHERM MultiSens Flex TMS31 est installé à la verticale à l'intérieur de la cuve de stockage de sel fondu et mesure le profil de température dans l'ensemble du stock de sel. Cela permet aux opérateurs de surveiller la stratification thermique pendant les cycles de chargement et de déchargement, d'identifier les répartitions inégales de la chaleur et de vérifier que l'énergie thermique est stockée et libérée de manière efficace. En fournissant un profil de température représentatif sur toute la hauteur de la cuve, le système contribue à optimiser les performances de stockage et à détecter rapidement les écarts par rapport au process. 

Afin de préserver l'intégrité mécanique de l'installation de stockage, l'iTHERM MultiSens Bundle TMS01 est installé autour des zones critiques de l'enveloppe de la cuve et du système d'isolation. Cette solution surveille en permanence les températures des parois et permet d'identifier tout transfert de chaleur anormal à travers la structure de la cuve. Les opérateurs peuvent ainsi détecter à un stade précoce toute dégradation de l'isolation, l'apparition de points chauds ou des contraintes thermiques excessives, ce qui réduit le risque de vieillissement accéléré des matériaux et de réparations coûteuses. 

L'iTHERM MultiSens Slim TMS21 est intégré dans la zone de fondation de la cuve, où la surveillance de la température est essentielle pour protéger la structure en béton située sous la cuve de stockage. Le système détecte toute migration thermique anormale du stock de sel fondu vers les fondations et émet une alerte précoce si les niveaux de température s'approchent des limites critiques. Cela permet d'éviter des dommages structurels à long terme, favorise la prolongation de la durée de vie des installations et contribue à la sécurité d'exploitation de l'ensemble du site de stockage. 

Ensemble, ces trois technologies offrent une vue d'ensemble complète de la situation thermique du système de stockage. Les opérateurs disposent ainsi simultanément d'informations fiables sur l'état du stock de sel fondu, de la structure de la cuve et des fondations. Cette approche globale permet une intervention plus précoce, une meilleure utilisation de l'énergie, une réduction des risques liés à la maintenance et une protection renforcée des actifs de stockage de grande valeur tout au long de leur cycle de vie opérationnel.