Installations mobiles modulaires pour un projet de stockage d'énergie solaire et par batterie en haute altitude à Calama, au Chili
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Contexte du projet
Le site de stockage d'énergie solaire et de batteries était situé loin des services urbains établis. Le personnel du projet avait besoin d'espaces de travail sécurisés, de communications fiables, d'aires de repos confortables et de pièces protégées pour les équipements de surveillance sensibles. Étant donné que le programme du site pouvait changer au fur et à mesure de la progression de l'installation, l'installation devait également prendre en charge une expansion progressive sans interrompre les opérations quotidiennes.
Une autre considération était la durée de vie utile limitée des installations temporaires sur un seul site de construction. Au lieu d'investir dans des bâtiments qui seraient abandonnés ou démolis après la mise en service, le client souhaitait des modules pouvant être démontés, transportés et reconfigurés pour un autre projet solaire, éolien ou de stockage d'énergie.
Solution de bâtiment modulaire
L'installation a été divisée en trois zones fonctionnelles. La première zone contenait le bureau du projet, la salle de réunion, la salle des documents et la zone de réception du personnel. La deuxième zone abritait la salle de surveillance SCADA, l'équipement de communication, l'espace de support électrique et le stockage technique. La troisième zone comprenait des chambres à coucher, une salle à manger, des installations sanitaires, une buanderie et une salle de premiers secours.
Les modules de bureaux et d'hébergement étaient reliés par des espaces de circulation fermés afin de réduire l'exposition directe à la poussière et aux puissants rayons ultraviolets. Les locaux électriques étaient situés loin des chambres et des salles à manger, tandis que le stockage de l'équipement était doté d'une entrée extérieure indépendante pour empêcher le personnel de maintenance de transporter de la poussière dans les espaces occupés.
Une disposition modulaire a également permis à l'entrepreneur d'ajouter des bureaux ou des chambres d'hébergement supplémentaires ultérieurement. De nouveaux modules pourraient être installés à des points de connexion réservés sans apporter de modifications majeures au système structurel d'origine ou à la voie de circulation interne.
Spécifications techniques
La structure principale utilisait des cadres en acier soudés avec des raccords d'angle boulonnés. Les éléments structuraux ont été protégés par un système de revêtement anticorrosion adapté au transport, aux conditions désertiques sèches et aux assemblages répétés. Les épaisseurs finales de l'acier et les détails de connexion ont été déterminés en fonction des dimensions du module, des charges de transport, des conditions de vent locales et des calculs structurels spécifiques au projet.
Les murs extérieurs utilisaient des panneaux sandwich isolés avec des joints étanches pour limiter l'infiltration de poussière et le transfert de chaleur. Le toit comprenait une isolation, une membrane imperméable et des finitions extérieures réfléchissantes pour réduire les gains de chaleur solaire. Les assemblages de plancher incorporaient une isolation thermique, des panneaux résistant à l'humidité et des finitions durables de qualité commerciale.
Des vitrages isolants à faible émissivité ont été utilisés dans les pièces occupées, tandis qu'un ombrage extérieur a été ajouté à certaines fenêtres à forte exposition solaire. Les joints des portes et des fenêtres ont été sélectionnés pour améliorer l'étanchéité à l'air et réduire la pénétration de poussières fines dans les bureaux, les chambres à coucher et la zone de surveillance.
Intégration de l'électricité et des énergies renouvelables
Les bâtiments ont été alimentés en électricité par le réseau électrique temporaire du projet pendant la construction. Les tableaux de distribution étaient divisés par fonction, avec des circuits séparés pour l'éclairage, les prises, les équipements CVC, les communications, l'eau chaude sanitaire et les équipements techniques. La protection contre les courants résiduels, la protection contre les surtensions et les connexions de mise à la terre ont été intégrées conformément à la conception électrique approuvée.
La salle SCADA était équipée de circuits d'alimentation dédiés, de plateaux de gestion des câbles et d'un espace réservé à une alimentation sans interruption. Son système de refroidissement a été séparé du système CVC des logements afin que l'équipement de surveillance puisse maintenir l'environnement de fonctionnement requis sans consommer d'énergie inutile dans les autres pièces.
Pour réduire la consommation d'énergie opérationnelle, les bâtiments modulaires ont intégré un éclairage LED, des capteurs de présence dans les espaces communs et des équipements de chauffage et de climatisation entraînés par onduleurs. Une interface structurelle et électrique prête à être installée sur le toit a également été réservée à un générateur photovoltaïque auxiliaire, sous réserve de la vérification finale de la charge éolienne.
CVC, contrôle de la poussière et confort intérieur
L'environnement sec de Calama, sa forte exposition au soleil et ses importantes variations de température ont nécessité une stratégie CVC soigneusement zonée. Les unités de climatisation indépendantes à onduleur ont permis de contrôler les zones occupées en fonction de la demande réelle au lieu de conditionner l'ensemble de l'installation en continu.
Les entrées d'air frais incorporaient des filtres remplaçables, et les entrées fréquemment utilisées étaient dotées de halls d'entrée pour réduire la poussière en suspension dans l'air. Une ventilation à pression positive pourrait être appliquée au SCADA et aux salles de communication lorsque l'équipement sélectionné et la stratégie d'exploitation nécessitaient une protection supplémentaire contre la poussière.
Sécurité incendie et séparation opérationnelle
La planification de la sécurité incendie a pris en compte le type d'occupation, la distance d'évacuation, la détection, l'éclairage de secours et la séparation des locaux techniques des espaces de vie. Les extincteurs et les dispositifs d'alarme ont été disposés conformément au plan final approuvé, tandis que les voies d'évacuation ont été maintenues directes et clairement identifiables.
Les bâtiments mobiles ne contenaient pas de cellules de batterie ni de supports de stockage d'énergie. Les conteneurs BESS sont restés dans une zone aménagée et contrôlée séparément. Cette séparation a réduit l'exposition des bâtiments occupés aux risques liés à l'électricité et aux batteries et a permis à chaque installation de suivre ses propres procédures de contrôle d'accès et d'intervention d'urgence.
Fabrication et contrôle qualité
La plupart des travaux de structure, d'isolation, de finition intérieure, de plomberie et d'électricité ont été réalisés en usine. Les inspections de qualité ont porté sur les dimensions du cadre, l'aspect des soudures, l'état du revêtement, les joints des panneaux, le fonctionnement des portes et des fenêtres, la continuité électrique, la pression de la plomberie et les défauts de finition visibles.
Avant l'expédition, les points de connexion étaient étiquetés conformément aux dessins d'installation. Les composants en vrac, les appareils sanitaires et les finitions apparentes ont été protégés contre les vibrations et les chocs. Les modules ont été inspectés à nouveau après leur arrivée afin d'identifier tout dommage lié au transport avant le raccordement final et la mise en service.
Transport et installation sur site
Les modules ont été conçus en fonction des limites pratiques du transport routier et livrés dans un ordre planifié correspondant au calendrier d'installation. Les fondations et les points de raccordement aux services publics ont été préparés pendant la fabrication des modules, ce qui a permis de poursuivre la production en usine et les travaux sur le site en parallèle.
Après le positionnement par grue, les modules ont été alignés, connectés mécaniquement et scellés aux interfaces. Les systèmes électriques, d'eau, de drainage et de communication ont ensuite été connectés et testés. Cette approche a limité les gros travaux de construction sur place et a aidé l'entrepreneur à mettre en place plus rapidement des installations utilisables pour le projet.
Résultats du projet
La solution modulaire a fourni environ 468 m² d'espace fonctionnel environ dix semaines après la confirmation de la conception. Étant donné que les bâtiments sont arrivés alors que la plupart des travaux internes étaient terminés, l'entrepreneur a réduit sa dépendance à l'égard des fournisseurs locaux et a évité un long processus d'aménagement conventionnel sur le site éloigné.
L'installation achevée a créé une frontière opérationnelle claire entre les activités techniques, l'administration et la vie du personnel. Cela a également fourni au client un actif qui pouvait être agrandi, relocalisé ou reconfiguré au fur et à mesure que les projets d'énergie renouvelable passaient de la phase de construction à celle d'exploitation à long terme.
Pourquoi les bâtiments mobiles sont-ils adaptés aux projets d'énergie renouvelable
Les parcs solaires, les parcs éoliens, les sites de construction hydroélectriques et les projets de stockage d'énergie sont souvent situés loin des infrastructures établies. Les bâtiments modulaires mobiles peuvent fournir des bureaux, des logements, des laboratoires, des salles de contrôle et des espaces de soutien à la maintenance sans que chaque composant du bâtiment soit fabriqué sur site.
Leur plus grande valeur ne se limite pas à la vitesse de construction. Les modules standardisés peuvent également être étendus lorsque les effectifs augmentent, réduits lorsqu'un projet entre en service ou transférés sur un autre site. Cette flexibilité permet aux entrepreneurs du secteur des énergies renouvelables d'améliorer l'utilisation des actifs dans le cadre de plusieurs projets.
FAQ : Bâtiments mobiles pour les projets d'énergie renouvelable
1. Quels types de bâtiments mobiles sont nécessaires pour une ferme solaire ?
Un parc solaire peut nécessiter des bureaux modulaires, des salles de réunion, des logements pour les travailleurs, des restaurants, des salles de premiers secours, des entrepôts, des postes de garde, des salles de test et des salles de surveillance SCADA. La configuration finale dépend de la capacité du projet, des effectifs, de la durée de construction et de la distance par rapport aux services locaux.
2. Un bâtiment modulaire peut-il être utilisé comme salle de contrôle BESS ?
Oui Un bâtiment modulaire peut servir de salle de contrôle ou de surveillance BESS lorsque sa structure, sa stratégie d'incendie, son système électrique, son système CVC, son contrôle de la poussière et son contrôle d'accès sont conçus pour l'équipement prévu. Les cellules et les supports de batteries doivent rester dans leurs boîtiers conçus séparément, à moins que le bâtiment occupé n'ait été spécifiquement conçu et approuvé à cette fin.
3. En combien de temps un camp mobile utilisant des énergies renouvelables peut-il être installé ?
Un camp modulaire de petite ou moyenne taille peut souvent être fabriqué et installé plus rapidement qu'une installation conventionnelle construite sur site, car les travaux de fondation et la production en usine peuvent avoir lieu simultanément. Le calendrier réel dépend de l'approbation technique, de la quantité de modules, de la disponibilité des matériaux, de la distance de transport, du dédouanement et de l'état de préparation du site.
4. Comment les bâtiments mobiles sont-ils protégés contre la poussière du désert ?
Les mesures de contrôle de la poussière peuvent inclure des joints muraux étanches, des joints de portes et de fenêtres de haute qualité, des entrées d'air frais filtrées, des halls d'entrée, des ouvertures non contrôlées réduites et une ventilation à pression positive dans les locaux techniques sensibles. La qualité du filtre et la stratégie de ventilation doivent être sélectionnées en fonction des conditions de poussière locales et des exigences en matière d'équipement.
5. Les modules peuvent-ils être déplacés une fois le projet solaire terminé ?
Oui La relocalisation est l'un des principaux avantages des bâtiments modulaires boulonnés. Avant toute réutilisation, les modules doivent être inspectés pour vérifier leur état structurel, leur corrosion, leur étanchéité à l'eau, leur sécurité électrique et les dommages causés par le transport. Les connexions et les dispositions internes peuvent ensuite être ajustées pour le projet suivant.
6. Quelles sont les informations nécessaires pour établir un devis pour un projet de bâtiment modulaire utilisant des énergies renouvelables ?
Le fournisseur a normalement besoin de l'emplacement du projet, de l'utilisation prévue, de la surface au sol requise, de la capacité en personnel, de l'horaire des locaux, de la durée de vie nominale, des données climatiques, des exigences relatives au vent et aux séismes, des prévisions de résistance au feu, des exigences MEP, des conditions de transport, des codes locaux et de la date de livraison cible.
Conclusion
Cette mallette de stockage solaire et de batteries Calama montre comment les bâtiments mobiles modulaires peuvent fournir bien plus qu'un simple hébergement temporaire. Avec une ingénierie structurelle, une isolation thermique, un contrôle de la poussière, un zonage électrique et une gestion de la qualité des usines appropriés, ils peuvent devenir une infrastructure opérationnelle fiable pour les projets d'énergie renouvelable à distance.
Pour les développeurs et les sous-traitants EPC qui planifient des projets solaires, éoliens, hydroélectriques ou de stockage d'énergie, une solution modulaire spécifique au projet peut réduire la charge de travail du site, soutenir une expansion progressive et préserver la valeur à long terme des installations temporaires du projet.