Projet-pilote de démonstration de réseau intelligent d’électricité renouvelable à la mine RAGLAN Glencore

Promoteur principal : TUGLIQ ENERGY Co.
Lieu : Nunavik (Nord du Québec)
Contribution de l’Initiative : 7 800 000 $
Total du projet : 18 984 931 $

Contexte du projet :

Par le passé, l’énergie éolienne a connu un succès mitigé dans le Nord canadien. Au cours des 30 dernières années, quelques projets d’énergie éolienne ont été mis en œuvre. Cependant, ils ont échoué après quelques années (et dans certains cas, après quelques mois), surtout parce que la technologie était en cours de développement. Les conditions du Nord peuvent poser un grand défi pour les machines rotatives et la nature variable du vent rend difficile l’intégration de l’énergie éolienne à des centrales au dieselqui doivent répondre à des charges très variables dans les collectivités éloignées. Ces conditions expliquent les coûts élevés à l’installation, puis à leur exploitation et entretien et ont contribuées éventuellement à l’abandon des projets. Pour ces raisons, une région dont les ressources en énergie éolienne sont parmi les meilleures a été largement inexploitée.

Le projet-pilote de démonstration de réseau intelligent d’électricité renouvelable de TUGLIQ ÉNERGY à la mine RAGLAN de Glencore vise l’établissement d’un nouveau jalon dans l’exploitation de l’énergie éolienne à l’échelle industrielle dans le Nord canadien. Le projet a reçu 7,8 M$ de l’Initiative écoÉNERGIE sur l’innovation pour le jumelage de technologies de pointe de stockage et d’une éolienne conçu pour résister aux conditions climatiques de l’Arctique, et ainsi démontrer l’exploitation fiable d’un tel système pouvant amener une réduction considérable de la consommation du diesel.

Résultats :

Lever du soleil arctique sur l’éolienne de TUGLIQ
crédit photo Justin Bulota, Droit d'auteur © 2016 TUGLIQ

Dans le cadre du projet, un générateur éolien E-82 E4 de 3 mégawatts (MW) conçu pour les conditions de l’Arctique du fabricant Enercon a été déployé. La base en acier de l’éolien a été conçue en « pattes d’araignée » afin de prévenir des problèmes possibles découlant de la fonte des lentilles de glace dans le pergélisol sur le site de la mine RAGLAN si le réchauffement de la planète s’accélère au cours du cycle de vie de 20 ans de l’éolienne. La base innovatrice de la turbine s’élève à un mètre du sol et est montée sur des pieux descendant en-dessous de la couche active de pergélisol. De plus, la structure composée surtout d’acier permet de réduire la quantité de béton nécessaire pour la base de 90 % – ce qui est un avantage supplémentaire puisque les temps de prise et les températures constituent un problème dans l’Arctique pour ce qui est du béton à haute résistance, tout comme les coûts élevés du transport d’agrégats tels que le sable et le ciment. Les travaux sur la base ont commencé au printemps de 2014 et la structure complète de l’éolienne a été érigée avec succès à la fin de l’été.

La turbine a ensuite été raccordée à un système innovateur de stockage configuré en fonction d’une architecture à trois volets : un volant d’inertie de stockage d’énergie KTSI GTR-200 à transitoires rapides de 200 kilowatts (kW)/1,5 kilowattheure (kWh) afin de filtrer les variations importantes de l’énergie éolienne de courte durée; une batterie au lithium-ion SuperPolymer 2.0™ de 200 kW et de 250 kWh du fabricant Electrovaya pour le démarrage des génératrices au diesel ou des piles à combustible lors de transition d’état; et un système de 200 kW/1 MWh du fabricant Hydrogenics (électrolyseur HySTAT 60™ de 315 kW jumelé à des piles à combustible HyPM-XR™ à membrane échangeuse de protons [PEM] de 198 kW) afin de réduire au minimum la perte d’énergie éolienne lors de faible demande.

Les travaux sur le systène de stockage et du réseau collecteur ont pris fin en septembre 2015 et le démarrage complet du projet a eu lieu le 17 décembre 2015, le jour au cours duquel les premiers 16 kWh d’ hydrogène ont été produits. Un contrôleur HµGRID de Hatch suit la production d’énergie éolienne et les variations de la demande et déploie avec efficacité la charge et la décharge des unités de stockage d’énergie au moyen d’algorithmes complexes afin de produire une puissance nominale lisse permettant une forte pénétration (50 %) d’énergie éolienne. Au cours des trois premiers mois après la mise en service, le système a démontré avec succès l’interaction entre les multiples technologies de stockage lors d’une perte soudaine de l’énergie éolienne et leur adaptation à des fluctuations et des chutes de production et de demande. L’ensemble batterie-volant d’inertie a réussi à composer avec les fluctuations et les chutes de l’énergie éolienne sans déclencher les mécanismes de sécurité du micro-réseau diesel de la mine RAGLAN. Depuis son installation en 2014, l’éolienne a atteint un taux de disponibilité de 97,3 %, déplaçant ainsi 3,4 millions de litres de diesel et 9 110 tonnes de gaz à effet de serre (GES) au cours de 18 mois.

Avantages pour le Canada :

Le soleil de la mi-journée brille sur les installations de stockage énergétique de TUGLIQ (usine à hydrogène, conteneur de batterie et rotor)
crédit photo Justin Bulota, Droit d'auteur © 2016 TUGLIQ

Le projet a eu pour effet de transformer le paysage énergétique dans l’Arctique. À titre de site phare dans la région pour la mise en valeur de l’énergie éolienne à échelle industrielle, il a démontré avec succès que l’exploitation de l’énergie éolienne peut améliorer la stabilité économique et la sécurité énergétique à long terme ainsi que réduire les émissions de GES et l’empreinte écologique des exploitations minières et des collectivités dans le Nord canadien.

Prochaines étapes :

Dans le cadre du programme, le système d’énergie éolienne et de stockage sera suivi pendant un minimum de cinq ans. Un protocole a été établi selon lequel une section du microréseau de 28 MW de la mine RAGLAN sera isolée pour que le projet puisse se poursuivre comme sous-ensemble autonome (ou un sous-microréseau) du microréseau plus important. Ainsi, une pénétration allant jusqu’à 50 % fera l’objet d’essais de fonctionnement pendant de longues périodes afin de simuler les microréseaux plus restreints de collectivités éloignées.

Pour en savoir advantage