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Les variateurs offrent à l'agriculteur sud-africain 40 % d'économie d'énergie, un fonctionnement plus fiable, et moins de travail

Il arrive parfois que, lorsque vous essayez de résoudre un problème, vous en causiez accidentellement un autre. Toutefois, dans le cas de l'exploitation Riecor, en Afrique du Sud, une tentative de résolution d'un problème le résolut en fait extrêmement bien et, en outre, apporta de nombreux avantages connexes qui permirent de réduire les coûts, le travail et les maux de tête, tout en facilitant le travail de l'agriculteur. 

L'exploitation Riecor , située dans la région nord-ouest de l'Afrique du Sud, irrigue 700 hectares d'une superficie totale de 1 645 hectares.

L'Afrique du Sud est un pays qui se développe assez rapidement, mais certainement pas à un rythme fluide et régulier. Le développement industriel et économique est accompagné d'une augmentation de la demande d'électricité qui, en Afrique du Sud, est principalement basée sur les centrales alimentées au charbon. L'augmentation de la demande, tout en ayant un approvisionnement limité, s'est traduite au cours des trois ou quatre dernières années en une augmentation du prix de l'électricité pour les consommateurs et les utilisateurs commerciaux de plus de 20 % en moyenne par an. De telles augmentations de prix sont difficiles à gérer pour tout le monde, et cela est plus particulièrement vrai pour les agriculteurs du pays en difficulté financière.

En ce qui concerne l'exploitation Riecor, l'un de ses coûts d'exploitation les plus élevés est le système d'irrigation, qui est une nécessité évidente pour l'agriculture, mais qui coûte également très cher en termes d'exploitation. C'est pourquoi, confronté à l'augmentation des prix de l'électricité et sachant qu'il pourrait obtenir une certaine efficacité du processus de pompage de l'eau, le propriétaire de l'exploitation commença à rechercher des alternatives.
 

Vannes manuelles et pannes de courant

L'ancien système d'irrigation fonctionnait avec des pompes à eau à vitesse constante et un contrôle effectué par une ouverture et fermeture manuelles des vannes dans les tuyaux. Par conséquent, cela revenait à conduire une voiture avec le pied sur l'accélérateur et sur le frein en même temps. Il est vrai que le système fonctionnait, mais il n'était certainement pas efficace en ce qui concerne le contrôle ou l'utilisation de l'énergie.

En outre, le besoin d'une ouverture et fermeture manuelles des vannes au démarrage, combiné à de fréquentes pannes de courant et à des baisses de tension de l'électricité secteur, rendait tout le processus très laborieux. Le démarrage de l'une des six stations de pompage mobilisait une personne et pouvait exiger jusqu'à une heure de travail avec, parfois, deux ou trois pannes de courant par jour. Les démarrages représentaient dès lors presque l'emploi d'une personne à temps plein.

Le jeune propriétaire de l'exploitation Riecor, M. Tiaan Riekert, décida de rechercher des solutions techniques qui pourraient réduire le coût de l'électricité et aussi simplifier le fonctionnement du système d'irrigation. Bien qu'il ne soit pas un client existant d'ABB, il fut convenu, lors de la réunion avec les ingénieurs spécialisés en rendement énergétique d'ABB Afrique du Sud, que l'exploitation Riecor pourrait tester des variateurs à vitesse variable (VSD) sur les pompes à eau de l'une de ses six stations de pompage. La seule station de pompage en question alimente un système d'irrigation couvrant près de 400 ha.

ABB recommanda ses variateurs ACS550. En coopération avec l'intégrateur de système Aludar Electrical, ABB assista à la conception, à l'installation et à la mise en service de cinq VSD alimentant les pompes d'irrigation avec des moteurs de 45 à 75 kW, et le sixième VSD utilisé sur la pompe de transfert d'eau.

 
 


Economies d'électricité de 40 %

Les résultats furent assez remarquables. Grâce au changement de contrôle basé sur les vannes au contrôle par variateur avec les nouveaux VSD, l'exploitation Riecor a pu observer une réduction importante de sa consommation d'électricité, car la demande du système d'irrigation a chuté de 291 kW, 308 kVA à seulement 175 kW, 186 kVA. Cela représentait une réduction impressionnante de 116 kW, soit 40 %, de consommation d'électricité pour une seule station de pompage. 

En termes financiers, sur la base du facteur de récolte local pour cette région, cela indique que les pompes d'irrigation fonctionneraient pendant 2 970 heures par an, ce qui signifie des économies annuelles de 19 700 USD pour les coûts d'électricité. Si l'on tient compte du coût d'investissement du VSD uniquement, la durée de l'amortissement est estimée à 7 mois. Étant donné que l'exploitation compte six stations de pompage, le potentiel de réaliser des économies est très important. En effet, l'exploitation a rapidement renouvelé sa commande et a installé des variateurs similaires sur une seconde station de pompage.

À l'avenir, les initiatives d'efficacité énergétique sur les systèmes d'irrigation telles que celle-ci porteront leurs fruits non seulement pour leurs propriétaires, mais soulageront également la distribution d'électricité locale qui subit une énorme pression pour approvisionner un marché en pleine expansion. 
 

Des avantages connexes extrêmement importants

Outre les économies réalisées sur les factures d'électricité, le client bénéficie également d'améliorations opérationnelles supplémentaires. Les exemples comprennent des économies sur la main-d'œuvre et la suppression des problèmes survenant pendant le processus de démarrage ; les opérateurs n'ont maintenant qu'à appuyer sur un bouton pour le démarrage et, en cas d'interruptions de courant, le système redémarrera automatiquement à des heures préréglées.

Les VSD permettent un démarrage progressif et, par conséquent, un processus de remplissage des tuyaux très fluide ; les contraintes mécaniques précédemment exercées sur les raccords pendant le démarrage sont donc totalement éliminées, et les pertes par frottement dans les tuyaux réduites. En outre, les coups de bélier produits après l'arrêt des pompes ont disparu et on a pu observer moins de pertes sur la turbine grâce à ces démarrages et arrêts progressifs.


Réduction des coûts, du travail et des maux de tête

Fanie Steyn et Christo du Plessis, les ingénieurs spécialisés en rendement énergétique d'ABB Afrique du Sud qui ont travaillé en étroite collaboration sur le projet, affirment que l'installation réalisée sur l'exploitation Riecor est un bon exemple pour illustrer la façon dont les projets de rendement énergétique peuvent également apporter des avantages supplémentaires sur le plan opérationnel.

« Le jeune propriétaire de l'exploitation recherchait des moyens créatifs permettant de réduire la consommation d'électricité, mais il s'est rapidement rendu compte que les variateurs, et le meilleur contrôle qu'ils lui apportaient, l'aideraient aussi à soulager le très laborieux processus de démarrage », explique Christo du Plessis. « Il fut le premier exploitant de la région à le faire, et de nombreux exploitants du voisinage étaient quelque peu sceptiques. Cependant, ils posent à présent de nombreuses questions et semblent vouloir obtenir plus de détails concernant les résultats d'efficacité ».

« Nous devons également ajouter que les chiffres des économies d'énergie que nous avons pu observer ont été mesurés et vérifiés par une université locale, car nous pensions qu'il était important de le faire. Nous avions une excellente relation avec le client, et l'intégration dans ses processus fut à la fois fluide et facile », précise Fanie Steyn.

« Je pense que notre excellente connaissance de l'application, associée à la supériorité des produits VSD, y compris les fonctionnalités comme la bobine oscillante brevetée, le filtre EMC intégré et le panneau de commande intuitif ont aidé à lui faire comprendre que nous avions la bonne solution. Le fait qu'il ait renouvelé sa commande pour la prochaine station de pompage nous amène à penser que ses voisins pourraient bientôt en faire de même ».
 

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