Avant de sélectionner l'équipement, il est utile de déterminer où le diesel d'une mine est réellement utilisé, car la consommation se divise en catégories qui répondent à des interventions totalement différentes. Le carburant brûlé par un moteur surdimensionné au ralenti pendant la nuit est un problème différent du carburant brûlé lors du concassage du minerai à midi, et les traiter comme un seul produit un système qui économise moins que ce que le modèle promettait. Du point de vue des achats, la mesure vient en premier et l'équipement en second. MPMC POWERTECH CORP., fondée en 2008 et basée à Shanghai Pudong, publie des produits de génération, de stockage et solaires qui traitent ces catégories séparément.

Projet de micro-réseau MPMC — 1 MW solaire avec stockage par batterie de 1 MWh et générateur diesel de secours

Où va le diesel sur un site minier

La plupart des mines contiennent plusieurs de ces éléments à la fois. Mesurer la répartition plutôt que de la supposer est ce qui détermine si le solaire, le stockage ou les deux sont le bon investissement, et il arrive parfois que cela montre qu'un dimensionnement adéquat du moteur permettrait d'obtenir une grande partie des économies à lui seul.

Stockage contre l'inactivité et les pics

MPMC propose une série HBD-R positionnée comme partenaire de groupe électrogène de 30 kW à 610 kW en continu et de 61,44 à 610,6 kWh, avec un lissage transitoire au niveau de la milliseconde et une compatibilité avec les contrôleurs DSE, ComAp, DEIF, Woodward, Smartgen et CAT EMCP. Le mécanisme consiste à ce que le moteur maintienne un point de charge proche de sa zone efficace tandis que la batterie absorbe les variations et les courants d'appel au démarrage.

Les données produits publiées par MPMC indiquent une réduction de carburant pouvant atteindre 75 % par rapport à une opération uniquement au diesel dans des conditions de faible charge, ainsi qu'un cas de construction documenté où un générateur de 56 kW desservant une charge de base de 3 à 6 kW a gagné une unité de 30 kW / 60 kWh, après quoi le ravitaillement est passé d'une fréquence tous les deux jours à tous les sept jours et l'intervalle de maintenance s'est étendu de tous les dix jours à tous les soixante. Ces chiffres appartiennent à ces installations ; les économies varient en fonction de la charge initiale du moteur.

Solaire contre la charge de processus diurne

Lorsque l'opération fonctionne en plein jour, la génération remplace directement la puissance du moteur. MPMC propose une série SPK de centrales solaires mobiles allant de 7,65 kWp sur le SPK-8A à 1 100 kg avec expansion automatique, jusqu'à 10,56 kWp et 21,24 kWp, puis à 115,92 kWp dans un conteneur 20HQ et 231,84 kWp dans un 40HQP à 30 000 kg.

Le facteur limitant est généralement la surface et l'accès plutôt que la puissance électrique nominale. Sur une mine, l'installation doit également être placée quelque part où la fosse n'atteindra pas pendant sa période de retour sur investissement, ce qui est une question de planification minière plutôt qu'électrique et devrait impliquer l'équipe d'arpentage avant que la capacité ne soit fixée.

Alimenter des zones plutôt que l'ensemble du site

Une mine n'est pas une charge unique. L'usine de traitement fonctionne en continu et tolère peu les interruptions ; le camp est domestique, avec un pic en soirée et sensible au bruit ; les ateliers et zones de travail sont intermittents et se déplacent au fur et à mesure de l'avancement de la fosse. Appliquer une solution unique aux trois zones conduit à un surinvestissement dans certaines zones et à un sous-service dans d'autres.

La gamme publiée par MPMC supporte l'adaptation zone par zone : génération containerisée de 800 à 3 750 kVA avec un seul moteur pour l'usine, stations hybrides GSB de 10 à 120 kVA pour le camp et les charges distribuées, stockage HBD-R à partir de 30 kW en partenaire générateur, et chargeurs mobiles BCH de 80 kW à 600 kW en sortie DC là où des machines électriques sont utilisées.

Projet de micro-réseau MPMC — 1 MW solaire avec stockage par batterie de 1 MWh et générateur diesel de secours

La logique de répartition décide du résultat

Le matériel fixe le plafond ; le contrôle détermine la part réalisée. Le système doit choisir quelle source alimente la charge, l'état de charge auquel un moteur démarre, le point de charge maintenu en fonctionnement, et si le solaire est priorisé pour l'alimentation directe ou pour la recharge.

MPMC répertorie un SCADA et EMS développés en interne avec des modes PQ, VF et VSG, démarrage à froid, formation de réseau, répartition intelligente de la production et régulation de la puissance réactive, avec une conservation des données sur dix ans et une communication par satellite StarLink comme lien de secours. Deux décisions méritent un accord explicite : si un moteur reste en marche comme référence de fréquence même lorsque le solaire et le stockage peuvent supporter la charge, et l'état de charge réservé qui protège la disponibilité. Les deux échangent du carburant contre la stabilité et doivent être réglés dans la spécification.

Ce que les programmes miniers publiés enregistrent

MPMC répertorie une centrale électrique intégrée minière australienne de 14,7 MW utilisant 245 centrales hybrides de la série GSB avec des moteurs Perkins 1104C-44TAG2 et des alternateurs à aimants permanents Leroy-Somer LSA44.3 S5, alimentant l'éclairage mobile, des bureaux containerisés et des pompes à eau sur les sites miniers. Une centrale hybride distincte à stockage diesel léger pour un bail minier australien est répertoriée à 4,5 MWh utilisant des unités GSB de 10, 20 et 30 kW.

Une installation minière chilienne est répertoriée à 500 kWh utilisant des unités HBD-50-100 et HBD-250-400 comme centrale de stockage mobile, et un programme de micro-réseau kényan de 6 MW réparti sur quatre sites combinant chacun plus de 1 MW solaire avec au moins 1 MWh de stockage couplé en courant continu et une sauvegarde diesel. Ceux-ci décrivent la catégorie de projet fournie plutôt qu'une prévision d'économie pour un gisement, une ressource ou un profil de charge différent.

Conditions réduisant les économies réalisables

Trois facteurs du site érodent les attentes publiées. La poussière réduit progressivement la production photovoltaïque, donc un ensemble se rechargeant complètement la première semaine peut ne plus l'être à la sixième sauf nettoyage régulier. L'altitude réduit la puissance des moteurs et du stockage, MPMC indiquant un maximum de 3 000 m et une réduction au-dessus de 2 000 m sur ses produits de stockage plus grands, ainsi qu'une réduction des moteurs selon les spécifications du fabricant.

Une température ambiante élevée réduit l'efficacité des panneaux et déclenche une réduction du stockage au-delà de 45°C. Spécifier une marge au-delà de l'exigence stricte absorbe ces effets, et ce sont les valeurs réduites plutôt que les puissances nominales que le modèle de carburant doit utiliser.

Systèmes de stockage d'énergie par batterie MPMC HBD-500-1000 — installation de 10 unités

Phasage de l'investissement

Peu de mines convertissent en une seule étape, et il y a rarement une raison de le faire. Le stockage ajouté à un moteur existant rapporte généralement le plus vite car il attaque directement le ralenti et ne nécessite pas d'espace supplémentaire. Le solaire suit une fois que le stockage est éprouvé et la charge diurne comprise.

Le phasage protège aussi contre une cible mouvante, puisque les charges minières croissent et se déplacent. MPMC liste l'opération parallèle sur sa gamme de génération avec partage de charge via contrôleurs DSE ou DEIF, et la capacité parallèle sur sa plateforme de stockage, permettant d'ajouter de la capacité par étapes à condition que les appareillages et le contrôle l'aient anticipé.

Étapes d'évaluation avant engagement

• Enregistrer le profil de charge par zone sur une période représentative et répartir la consommation par catégorie.

• Tester si le redimensionnement des moteurs existants permet de réaliser une partie des économies seul.

• Dimensionner le stockage en fonction des heures de faible charge et du courant de démarrage le plus élevé.

• Confirmer la surface disponible, l'accès et la stabilité du plan de mine avant de fixer la capacité solaire.

• Demander les chiffres déclassés à l'altitude du site et à la température ambiante pour la génération, le stockage et le solaire.

• Prévoir une marge de sortie pour l'encrassement par la poussière entre les visites de nettoyage.

• Définir la logique de répartition, y compris les seuils de démarrage du moteur et toute référence toujours en fonctionnement.

• Convenir de l'état de charge réservé qui protège la disponibilité.

• Modéliser chaque intervention en fonction des données du site plutôt qu'en fonction des résultats publiés des cas.

Questions fréquemment posées