L'entreprise énergétique mondiale GE utilise la technologie RFID pour visualiser les centrales hydroélectriques !

18 juillet 2022 - GEHydro, la division énergies renouvelables de GE, groupe énergétique mondial basé à Grenoble (France), a annoncé le lancement d'un projet pilote visant à utiliser des capteurs sans fil RFID pour suivre l'état des pièces rotatives des générateurs, afin de gérer les contraintes et d'obtenir des données de température. Le principe consiste à exploiter les conditions de transfert d'énergie de la technologie RFID pour fixer des étiquettes sur des pôles (également appelés pôles convexes) qui tournent autour du rotateur, éliminant ainsi le recours aux câbles et aux batteries.

La partie matérielle du système utiliserait des étiquettes RFID personnalisées HID Global avec des puces de capteurs Asygn et des lecteurs ImpinjRFID équipés d'antennes SensThys, tandis que la partie logicielle s'appuie sur le système de gestion logiciel de GE Hydro. Ce nouveau système capture les données des capteurs de plusieurs dizaines de pôles de chaque rotor, lui permettant de détecter toute défaillance potentielle ou tout besoin de maintenance des équipements de production d'électricité. Selon certaines sources, les étiquettes RFID personnalisées du système, associées à une solution complète, permettent aux fournisseurs d'énergie renouvelable d'optimiser leur production d'électricité en fonction des données indiquant le moment où chaque rotor fonctionne de manière optimale ou lorsque la charge est potentiellement trop élevée.

Le projet a été lancé en 2018, lorsque l'entreprise recherchait une technologie capable de réduire le risque de défaillance inattendue des rotors en fournissant un aperçu en temps réel de leur état et des données de l'équipement. Par exemple, une température élevée du rotor pourrait indiquer un problème mécanique potentiel susceptible d'endommager l'ensemble du système ou de nécessiter un arrêt pour réparation.

HID a conçu une étiquette RFID métallique intégrant une puce Asygn, dont l'antenne a été personnalisée pour fonctionner dans les conditions spécifiques d'une centrale hydroélectrique. Grâce à cette puce, les données générées par les transmissions d'énergie reçues des lecteurs RFID peuvent être détectées et exploitées, tout en synchronisant la plupart des lecteurs RFID UHF EPC standard du marché. GE Hydro devrait pouvoir étendre la solution en temps réel cette année.

Les facteurs environnementaux posent des défis uniques à l'utilisation de la technologie RFID. Premièrement, les étiquettes sont exposées à des températures supérieures à 100 °C (212 °F). Par conséquent, les ingénieurs de HID ont conçu des étiquettes qui devaient non seulement résister à la chaleur, mais aussi transmettre à la même distance de lecture (environ 1,5 mètre (4,9 pieds)), quelle que soit l'exposition à des températures élevées.

Un autre défi consistait à fixer une puce à chaque étiquette afin de mesurer la température et les variations sur la tige, plutôt que sur les autres matériaux environnants. L'étiquette est conçue pour se fixer directement sur le métal, tandis que la puce repose sur la surface du métal suivi.

Le plus grand défi, cependant, résidait dans la rotation du rotor. Le système tourne à 800 tours par minute, ce qui laisse au lecteur environ 10 millisecondes pour transmettre l'énergie nécessaire à la puce et recevoir les mesures du capteur. L'antenne de l'étiquette est optimisée pour une transmission à haut débit dans cet environnement. Lorsque le lecteur identifie l'étiquette, la puce doit recevoir l'énergie, effectuer la mesure du capteur et renvoyer la transmission. Cette série d'actions doit donc être réalisée en 10 millisecondes.

GE Hydro souhaitait collecter davantage de données sur les problèmes potentiels ou les défaillances d'équipements en ajoutant des capteurs de contrainte à une solution existante. Par exemple, la dilatation d'une plaque métallique à haute température crée un risque de fracture. Grâce à cette technologie, GE Hydro souhaitait détecter les variations de température et leur impact sur l'intégrité des pièces métalliques. Le lecteur Impinj Speedway R420 équipé de l'antenne SensThys SensRF-101 peut ensuite capturer les numéros EPC et UID, ainsi que d'autres données de capteur, dans une mémoire dédiée pouvant être utilisée pour les relevés.

La solution détecte non seulement les problèmes des machines en temps réel, mais permet également aux services publics d'optimiser leur gestion et leur maintenance préventive. Par exemple, en collectant régulièrement des données et en détectant les changements progressifs d'état, le système RFID peut analyser les conditions à l'origine de ces changements et surveiller le taux de dégradation des pièces afin de déterminer quand une maintenance préventive doit être programmée.

À long terme, HID Global et Asygn prévoient de commercialiser le système de détection sans fil pour d'autres entreprises de services publics. Ils envisageraient également d'utiliser cette technologie dans les secteurs de la santé, de l'agriculture et d'autres domaines.