Optimisation technico-économique du dimensionnement d'un système photovoltaïque hybride

par Wolfgang Schmitt

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Génie électrique

Sous la direction de Daniel Sadarnac.

Soutenue en 2005

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Cette thèse présente un outil que nous avons développé pour déterminer le dimensionnement technico-économique optimal d’un système photovoltaïque hybride. Nous présentons d’abord les principales caractéristiques du système et de ses composants, nous mettons en évidence les interactions entre les différents composants du système, nous analysons les différentes architectures de systèmes photovoltaïques hybrides et nous présentons quelques stratégies de gestion. Ensuite, nous traitons la modélisation détaillée du fonctionnement du système et de ses composants qui est la base de l’outil d’optimisation. À partir de ces modèles nous pouvons effectuer une simulation du fonctionnement du système en fonction du temps dans les conditions données et pour la période qui nous intéresse. L’objectif est double : d’une part, nous devons vérifier si le dimensionnement du système respecte les contraintes de fonctionnement et satisfait toutes les exigences de l’utilisateur ; d’autre part nous avons besoin d’informations détaillées sur le fonctionnement du système pour en déduire les coûts de fonctionnement. Nous présentons en détail la modélisation de l’ensemble de tous les coûts qui sont liés aux composants du système et à son fonctionnement. La méthode d’actualisation des coûts en fonction des intérêts est également présentée. Les modèles utilisés sont basés sur des fonctions non-linéaires, voire non-différentiables et discontinues. L’espace de recherche est très large et discrétisé. La méthode adéquate pour résoudre ce type de problème est basée sur un algorithme génétique. Une étude sur plusieurs cas bien définis nous permet de présenter les résultats auxquels nous avons abouti.

  • Titre traduit

    Optimal sizing of photovoltaic hybrid energy systems


  • Résumé

    This thesis deals with the optimal sizing of photovoltaic/diesel hybrid systems. An optimisation tool taking into account technical and economical considerations is developed. First, the principal characteristics of a hybrid system and its components, the interaction between the components as well as different system configurations and several control strategies are presented and analysed. Then, the detailed technical modelling of the system components and of the overall system operation is discussed and analysed. Actually, the modelling of the system is the basis of the optimisation tool and permits to do time-series simulations of the hybrid system operation under the given environmental conditions and for the chosen period of time. There are principally two goals: firstly to ensure that the given system sizing respects the operational constraints and fulfils user requirements and secondly, to supply detailed information about the system operation, in order to calculate the operating costs. The detailed modelling of all costs associated with the components and the system operation is presented as well as the discounting of future costs, which is imperative for long time analysis. The majority of the underlying models are non-linear; lots of them are discontinuous and non-differentiable. The search space is discretised and large. An appropriate method to solve this kind of optimisation problem, which is based on genetic algorithms, is used. Finally, optimisation results are presented on the basis of a well-defined case study.

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Informations

  • Détails : 192 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. [159]-162

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2005)9
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