Optimisation méta-heuristique en temps réel de la prévention de la surchauffe dans une centrale solaire thermique à capteurs plans

LACTOSOL (Verdun, Meuse) est une centrale solaire thermique à capteurs plans conçue et opérée par NEWHEAT. Elle participe à la décarbonation d’un procédé industriel grâce à la fourniture de chaleur solaire (<100°C). Ses performances peuvent être améliorées par un pilotage optimal. Toutefois, la variabilité de la ressource et de la consommation industrielle impose une adaptation constante des variables de contrôle. De plus, lorsque les conditions sont peu favorables (faible consommation et/ou fort ensoleillement), elle présente un risque de surchauffe pouvant entrainer sa mise en défaut. Un aérotherme est présent à la sortie du champ solaire pour en réguler la température moyennant une consommation électrique importante. Le travail suivant vise à optimiser en temps réel la stratégie de prévention de la surchauffe de cette centrale grâce à un algorithme génétique. Le refroidissement doit être minimal afin de ne pas pénaliser la rentabilité de la centrale, mais suffisant pour assurer la sécurité des opérations incluant des erreurs de prévision. L’aérotherme peut être opéré suivant trois modes de fonctionnement qui sont représentés par des variables binaires constituant les degrés de liberté du problème d’optimisation. L’algorithme génétique est développé à partir de la bibliothèque Python DEAP afin de maximiser le gain économique lié à la revente de chaleur. Un total de 10 générations, initialisée à partir de résultats préliminaires, comportant 64 chromosomes chacune, est évalué toutes les 48h. L’optimisation est mise à jour toutes les 24h, grâce au principe de l’horizon roulant, par une évaluation du chromosome le plus performant sur un modèle de simulation fin (Dymola). L’utilisation d’un modèle réduit est envisagée afin de réduire le temps de calcul. Par rapport au pilotage par règles expertes, une augmentation de plus de 9% du profit et une diminution de 8% (20 MWh) des pertes sont observées sur une période de huit jours (du 5/08/25 au 13/08/25).

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