Développement d'outils pour l'analyse des systèmes hybrides photovoltaïque-diesel

par Christian Dumbs

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de François-Pascal Neirac.

Soutenue en 1999

à Paris,ENMP .


  • Résumé

    Aujourd'hui, le générateur diesel est la technique la plus utilisée pour l’électrification décentralisée. Néanmoins, l’accès aux sites isolés étant généralement long et difficile, les coûts de maintenance et d'approvisionnement en carburant sont très élevés. Le couplage - au sein d'un système hybride - d'un générateur diesel avec des sources d’énergie renouvelable représente alors souvent l'option la plus économique. De nombreux paramètres influent sur le fonctionnement des systèmes hybrides, parmi lesquels le taux d'utilisation des énergies renouvelables, la gestion du système, la fiabilité de la production électricité, les intervalles de maintenance et de remplacement des composants, etc. Dans le but d'analyser ces points et d’évaluer leur impact sur le coût global du système, des outils appropriés sont indispensables. Notre étude porte sur les systèmes photovoltaïque-diesel avec stockage électrochimique. Dans un premier temps, nous avons conçu un banc d'essais hybride de 3 kwc, qui a été installé au centre d'énergétique à Sophia Antipolis. En parallèle, un programme modulaire de simulation a été développé basé sur la modélisation détaillée des composants. Le programme a été validé en utilisant des mesures du banc d'essais. Le banc d'essais représente à échelle réduite un système réel d’électrification villageoise. Il comprend un onduleur / chargeur bidirectionnel reliant d'une part une charge en courant alternatif (220 v) et un groupe diesel de 3kw, d'autre part un système pv-batterie en courant continu. Un superviseur basé sur la surveillance des seuils de tension assure la gestion du système, dont le monitoring est effectué par un système d'acquisition à 80 voies. Après une phase intensive de calibrage, une analyse détaillée des performances du système en conditions réelles est effectuée. Parallèlement, le développement d'un nouveau simulateur de systèmes hybrides a été entrepris. L'accent a été mis sur la modélisation détaillée du système de régulation et de son impact sur les performances du système. La thèse présente la description mathématique de chacun des modèles de composants. La validation sur la base de saisies expérimentales au pas de temps de la minute est effectuée, pour chacun des composants, puis pour l'ensemble du système. Le simulateur ainsi développé permet l'analyse des performances des systèmes hybrides suivant la stratégie de gestion utilisée.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (303 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [297-303], 116 réf.

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  • Bibliothèque : Mines ParisTech. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : EMP 148.793 CCL.TH. 983
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