Contribution à l’optimisation d’un système de conversion éolien pour une unité de production isolée PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Contribution à l’optimisation d’un système de conversion éolien pour une unité de production isolée PDF full book. Access full book title Contribution à l’optimisation d’un système de conversion éolien pour une unité de production isolée by Miguel López. Download full books in PDF and EPUB format.
Author: Miguel López Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 36
Book Description
La demande énergétique mondiale en constante augmentation, l’instabilité et l’incertitude du prix des énergies fossiles, la libéralisation du marché électrique et une conscience environnementale renforcée durant ces dernières années ont renouvelé l’intérêt du développement des énergies renouvelables. Parmi elles, l’énergie éolienne détient une situation privilégiée grâce à son progrès technologique et à ses coûts associés comparativement faibles. Dans ce contexte, l’apport envisagé avec ce travail de thèse est de collaborer à la conception optimale d’un système de production éolien isolé de petite taille, pour les sites où l’extension du réseau est difficile ou trop coûteuse. Un outil d’optimisation pour un système de génération éolien chargeur de batterie est proposé et validé. Le système de puissance est composé d’une quantité minimale d’éléments. De cette façon, la simplicité du système permet de réduire les efforts de maintenance et d’augmenter sa fiabilité à un coût minimal. Lorsqu’une production plus élevée est désirée, avec les mêmes moyens de production (turbine et générateur), une structure qui inclut un convertisseur électronique de puissance commandé par MLI est utile. Un tel système est étudié et vérifié par simulation numérique. Ce système ainsi modifié permet un transfert de puissance optimal, ce qui augmente la production d’énergie et peut ainsi réduire son coût. Une méthode d’estimation des pertes dans les convertisseurs statiques est aussi proposée et validée. Elle est utilisée pour calculer de façon plus précise l’énergie non fournie d’un système de génération hybride renouvelable installé en site isolé.
Author: Miguel López Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 36
Book Description
La demande énergétique mondiale en constante augmentation, l’instabilité et l’incertitude du prix des énergies fossiles, la libéralisation du marché électrique et une conscience environnementale renforcée durant ces dernières années ont renouvelé l’intérêt du développement des énergies renouvelables. Parmi elles, l’énergie éolienne détient une situation privilégiée grâce à son progrès technologique et à ses coûts associés comparativement faibles. Dans ce contexte, l’apport envisagé avec ce travail de thèse est de collaborer à la conception optimale d’un système de production éolien isolé de petite taille, pour les sites où l’extension du réseau est difficile ou trop coûteuse. Un outil d’optimisation pour un système de génération éolien chargeur de batterie est proposé et validé. Le système de puissance est composé d’une quantité minimale d’éléments. De cette façon, la simplicité du système permet de réduire les efforts de maintenance et d’augmenter sa fiabilité à un coût minimal. Lorsqu’une production plus élevée est désirée, avec les mêmes moyens de production (turbine et générateur), une structure qui inclut un convertisseur électronique de puissance commandé par MLI est utile. Un tel système est étudié et vérifié par simulation numérique. Ce système ainsi modifié permet un transfert de puissance optimal, ce qui augmente la production d’énergie et peut ainsi réduire son coût. Une méthode d’estimation des pertes dans les convertisseurs statiques est aussi proposée et validée. Elle est utilisée pour calculer de façon plus précise l’énergie non fournie d’un système de génération hybride renouvelable installé en site isolé.
Book Description
Ces travaux de thèse, financés par la Région Haute Normandie à travers l'Université du Havre et le laboratoire GREAH, rentrent dans le cadre des activités de recherches développées au laboratoire GREAH depuis plusieurs décennies en matière d'intégration des sources d'énergies renouvelables dans les systèmes de production électrique et de stockage d'énergie. Le système hybride étudié est constitué d'une éolienne, d'un générateur diesel, de panneaux photovoltaïques, d'un banc de supercondensateurs et d'un banc de batteries acide-plomb le tout alimentant un site insulaire donné (consommateurs). L'éolienne et les panneaux photovoltaïques sont régulés à leur puissance maximale afin d'augmenter la part des énergies renouvelables. Les fluctuations de l'énergie éolienne sont reparties entre les supercondensateurs et les batteries selon la dynamique de chaque source. La présence des supercondensateurs réduit le nombre des cycles de charges et de décharges de la batterie, améliorant ainsi sa durée de vie tout en réduisant sa taille. En effet, les batteries constituent le maillon faible du système hybride. Pour cela, nous proposons une méthode d'estimation de sa durée de vie. Le générateur diesel est interfacé par des convertisseurs d'électronique de puissance afin de réguler la tension du bus continu tout en compensant le déficit d'énergie. Les fluctuations induites par le courant éolien étant absorbées par les sources de stockage, le générateur diesel compense uniquement les puissances de basses fréquences compatibles avec sa dynamique. Ceci améliore les performances du moteur diesel, réduit la consommation en fuel et les coûts de maintenance tout en augmentant sa durée de vie. Les lois de contrôle des convertisseurs et de gestion du transfert de l'énergie sont élaborées à partir d'une étude des caractéristiques technologiques des différents constituants du système. Une modélisation et un dimensionnement du système physique nous permet de mieux organiser la mise en œuvre expérimentale et la réalisation des convertisseurs d'électronique de puissance avec leurs dispositifs d'acquisition et de commande. Au cours des expérimentations, les différentes sources sont insérées dans le système de manière évolutive afin de mettre en évidence les contraintes et les interactions introduites par chaque source interconnectée. Ceci nous permet aussi de développer les solutions adaptées à chaque situation afin de continuer les expérimentations de manière efficiente. En effet, l'insertion d'une nouvelle source perturbe généralement la stabilité du système et nécessite souvent un réajustement des paramètres des régulateurs du système global. Les analyses des résultats expérimentaux mettent en évidence l'efficacité de la stratégie proposée pour la gestion de l'énergie et le contrôle des convertisseurs.
Book Description
La crise énergétique marquée par une flambée des prix du pétrole et les impératifs d'un développement durable font des énergies renouvelables une alternative qui suscitent aujourd'hui l'intérêt de plusieurs équipes de recherches. Le Sénégal, pays subsaharien, non producteur de pétrole n'est pas épargné par cette crise. Celle-ci se traduit par, une faible couverture du pays (en particulier les zones rurales) par le réseau électrique national. Pour faire face à cela, la nouvelle orientation en matière de politique énergétique met l'accent sur l'utilisation des énergies renouvelables notamment, le solaire et l'éolienne. L'objectif principal de cette thèse est de dégager une méthodologie de conception d'un site isolé de production d'énergie électrique à partir des énergies alternatives. Il s'agit à partir des caractéristiques d'un site (ressources d'énergie disponibles, besoins énergétiques) de :- mettre en place une démarche qui permette le choix d'une architecture du réseau et de dimensionner de façon optimale l'ensemble des constituants du réseau (machines, sources et dispositifs de stockage) en tenant compte de toutes les contraintes- concevoir un dispositif de commande des composantes et de gestion des flux d'énergie Cette thèse comprend trois chapitres :- Chapitre 1 : pose la problématique de l'énergie au Sénégal. L'organisation institutionnelle du sous-secteur de l'électricité, les réalisations et les projets en cours sont présentés. Aussi, une étude sur les architectures de micro-réseaux est faite. - Chapitre 2 : traite des outils et logiciels. Une étude comparative des principaux logiciels d'analyse, de conception et simulation des micro-réseaux est réalisée. L'ensemble des composants de notre système ont été modélisées. Les méthodes d'optimisation et des outils de représentation graphique (Bond Graph, GIC et REM) des systèmes ont été présentés. Une enquête menée et une recherche bibliographique nous ont permis d'évaluer le potentiel énergétique du site et les besoins des populations.- Chapitre 3 : il s'agit de l'application de notre outil sur un site isolé identifié au Sénégal (MBoro/Mer). L'optimisation à travers la fonction objectif coût annualisée du système (ACS) nous a permis de dimensionner de façon optimale notre système. Aussi la commande du système avec la Représentation Energétique Macroscopique (REM) a été conçue.Pour la suite du travail, il faudrait envisager une prise en charge des problèmes de disponibilité du système à travers une surveillance et une supervision du dispositif. Le volet socio-économique aussi est à intégrer dans le futur afin de satisfaire l'évolution des besoins et des habitudes des populations.
Book Description
LES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE CONCERNENT LA SIMULATION DES AEROGENERATEURS EN VUE DE L'ETUDE DE L'OPTIMISATION DE LA CONVERSION DE L'ENERGIE EOLIENNE. TOUT D'ABORD, UNE ANALYSE DES SYSTEMES EOLIENS PERMET D'ETABLIR LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D'UN SIMULATEUR ELECTROMECANIQUE, UTILISANT UN MOTEUR A COURANT CONTINU ET UN FREIN ELECTROMAGNETIQUE, CAPABLE DE REPRODUIRE LES CARACTERISTIQUES STATIQUES ET DYNAMIQUES D'UNE TURBINE EOLIENNE DONNEE. CE PRINCIPE S'APPUIE SUR DES METHODES DE L'AUTOMATIQUE ET DU TRAITEMENT DU SIGNAL. DEUX VARIANTES DE REALISATION DU SIMULATEUR SONT ANALYSEES, L'UNE AVEC COMMANDE DU MOTEUR EN VITESSE, L'AUTRE EN COUPLE. CES MODELES DE COMMANDE PERMETTENT DE SIMULER LES TURBINES EOLIENNES OU LES AEROGENERATEURS, DANS DES CONFIGURATIONS AVEC OU SANS INTERACTIONS ENTRE LES DEUX SOUS-SYSTEMES QUI LE COMPOSENT, LES SYSTEMES INFORMATIQUE ET ELECTROMECANIQUE. A PARTIR DE CES APPROCHES, LA FAISABILITE DE L'ETUDE A ETE DEMONTREE PAR LA REALISATION D'UN DISPOSITIF EXPERIMENTAL QUI COMPORTE UN SERVOMOTEUR, UNE CHARGE (UN FREIN A POUDRE) ET UN ORDINATEUR, AINSI QUE LEURS ELEMENTS AFFERENTS. L'ASSERVISSEMENT EN VITESSE OU EN COUPLE DE L'ENSEMBLE MOTEUR-FREIN A ETE REALISE AU MOYEN DE DIFFERENTS REGULATEURS NUMERIQUES: DES REGULATEURS CLASSIQUES ISSUS DE L'EXPERIENCE ANALOGIQUE (PI ET PID), DES REGULATEURS PUREMENT NUMERIQUES (DE TYPE DEAD-BEAT) ET DES REGULATEURS EN APPROCHE STOCHASTIQUE. AFIN DE DETERMINER LES PARAMETRES DES REGULATEURS, DES MODELES NUMERIQUES DU PROCESSUS PILOTE ONT ETE ETABLIS, EN UTILISANT A LA FOIS METHODES ANALYTIQUES ET IDENTIFICATION EXPERIMENTALE. DES RESULTATS EXPERIMENTAUX MONTRENT L'INTERET D'UN TEL OUTIL POUR LA RECHERCHE SUR LA CONVERSION OPTIMALE DE L'ENERGIE EOLIENNE OU POUR L'ETUDE, L'ESSAI ET LE TEST DE NOUVELLES MACHINES ELECTRIQUES
Book Description
De par leur principe de fonctionnement, les machines a reluctance variable (mrv) a double denture, peuvent constituer des solutions interessantes pour les entrainements necessitant des fonctionnements a fort couple et faible vitesse. Dans le cas de la conversion de l'energie eolienne en energie electrique, elles peuvent apporter une amelioration en supprimant le multiplicateur de vitesse. Apres avoir effectue une classification succincte des mrv, nous avons adopte pour cette application, une structure synchrone a double denture excitee par des aimants permanents inseres au rotor. Par la suite, en se basant sur les principes de dimensionnement des machines synchrones, nous avons propose une demarche pour effectuer son predimensionnement. Afin d'evaluer ses performances, nous avons effectue la modelisation de la machine en utilisant la methode des elements finis (mef) et le modele du circuit electrique equivalent. En plus de la mef, une approche analytique basee sur le calcul de la permeance d'entrefer et du potentiel scalaire magnetique est proposee pour identifier les parametres du modele du circuit electrique equivalent (inductances et f.e.m.). Apres sa validation, ce modele a ete retenu, pour etudier les performances de l'ensemble generatrice-redresseur a mli dans les conditions reelles de fonctionnement (frequence du convertisseur elevee). Enfin, nous avons aborde l'optimisation des parametres geometriques et magnetiques de la structure pour maximiser sa puissance. Pour cela, nous avons adopte la methode des plans d'experiences conjuguee au calcul de champs. Cette demarche permet de prendre en consideration les conditions reelles de fonctionnement (saturation et fonctionnement dynamique des aimants) ainsi que les interactions entre les differents parametres. L'interet de cette methode a ete mis en evidence. L'etude des performances d'un prototype optimise a montre une amelioration pour tous les modes de fonctionnement.
Book Description
LES AEROGENERATEURS CONNAISSENT UN ESSOR CONSIDERABLE DEPUIS UNE QUINZAINE D'ANNEES AUSSI BIEN DANS LE NOMBRE D'EOLIENNES INSTALLEES QUE DANS LES TECHNOLOGIES UTILISEES. LES ENJEUX ECONOMIQUES ET POLITIQUES DEVENUS IMPORTANTS INCITENT A RECHERCHER DES EOLIENNES OPTIMALES POUR UN SITE DONNE. LES SYSTEMES EOLIENS ETANT DES SYSTEMES COMPLEXES, IL EST NECESSAIRE D'UTILISER UNE METHODE D'OPTIMISATION ADAPTEE. L'OBJECTIF ETAIT DE REALISER UN OUTIL TECHNICO-ECONOMIQUE D'AIDE AU CHOIX OPTIMAL D'UNE EOLIENNE CONNECTEE AU RESEAU SUR UN SITE DONNE. L'APPROCHE GLOBALE PREND EN COMPTE L'ENSEMBLE DES COUTS DU PROJET ET LES CARACTERISTIQUES DU SITE. L'OPTIMISATION CONSISTE A MINIMISER UNE FONCTION OBJECTIF DEFINIE PAR UN ENSEMBLE DE CRITERES. LE CRITERE QUE NOUS AVONS RETENU ICI EST LE COUT DU KWH PRODUIT. IL EST DEFINI COMME ETANT LE RAPPORT ENTRE LE COUT TOTAL ACTUALISE ET L'ENERGIE ELECTRIQUE PRODUITE ANNUELLEMENT PAR L'EOLIENNE. LA MINIMISATION DE LA FONCTION EST REALISEE AU MOYEN D'ALGORITHMES GENETIQUES D'UTILISATION SIMPLE ET ROBUSTES, BIEN ADAPTES A CE GENRE DE PROBLEME, OU LA FONCTION OBJECTIF EST COMPLEXE, NON CONTINUE ET OU LES PARAMETRES DU SYSTEME PEUVENT ETRE DISCRETS. UN EXEMPLE D'UTILISATION DE L'OUTIL EST PROPOSE EN COMPARANT LES EOLIENNES OPTIMALES TROUVEES POUR DES SITES MEDITERRANEENS ET POUR DES SITES DU NORD DE L'EUROPE. LES PARAMETRES CARACTERISANT CES SITES SONT DIFFERENTS (DISTRIBUTION DU VENT DIFFERENTE, VITESSES MOYENNE ET MAXIMALE DU VENT SUPERIEURES ET ACCESSIBILITE PLUS DIFFICILE POUR LES SITES MEDITERRANEENS) ET L'OPTIMISATION MONTRE DES MACHINES SENSIBLEMENT DIFFERENTES (PARAMETRES LIES A LA TAILLE ET A LA PUISSANCE INSTALLEE). LE GAIN SUR LE COUT DU KWH PEUT ATTEINDRE 37% PAR RAPPORT AUX EOLIENNES EXISTANTES. PAR L'ORGANISATION MODULAIRE ET EVOLUTIF DU LOGICIEL, IL EST POSSIBLE D'INCLURE DE NOUVEAUX PARAMETRES (CHOIX TECHNOLOGIQUES, CRITERES D'OPTIMISATION) ET PROPOSER AINSI DE NOUVELLES VOIES DE DEVELOPPEMENT ADAPTEES A L'ENVIRONNEMENT DU SITE.
Book Description
PRESENTATION DE FORMULATION DE LA PUISSANCE D'ABSORPTION DU CONVERTISSEUR MECANOTHERMIQUE D'ENERGIE EOLIENNE CONNU SOUS LE TERME DE FREIN A EAU (TYPE FREIN DE FIOUDE). DETERMINATION DE LA CONCEPTION DU CONVERTISSEUR PAR SIMILITUDE A PARTIR DE MAQUETTES. ADAPTATION A L'AEROMOTEUR DARRIEUS DU C.E.N. GRENOBLE, FONCTIONNANT A VITESSE SPECIFIQUE CONSTANTE. ETUDE DE LA RESISTANCE MECANIQUE DU CONVERTISSEUR. DESCRIPTION DE L'IMPLANTATION DU CONVERTISSEUR SUR L'AEROMOTEUR ET DE L'INSTRUMENTATION NECESSAIRE A L'ETUDE IN SITU. EXPERIMENTATION EN LABORATOIRE DU C.S.T.B. POUR LA DETERMINATION DES PARAMETRES CARACTERISTIQUES DE L'ABSORPTION DE PUISSANCE DU CONVERTISSEUR. ETUDE DE PRATICABILITE ECONOMIQUE D'UN TEL SYSTEME DE CHAUFFAGE
Author: Vincent Rogez Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 196
Book Description
Depuis un peu plus de dix ans, le secteur électrique est confronté à un flux continu de directives européennes le concernant. Ces dernières sollicitent notamment un recours accru aux énergies renouvelables et en particulier à l'énergie éolienne. Ces mutations ont une incidence notable sur le fonctionnement du système électrique car ces nouveaux moyens de production présentent des capacités de production incertaines, souvent fluctuantes et non corrélées à la charge. Par conséquent, il convient d'étudier la faisabilité d'un réseau aux sources d'énergie dispersées diverses. L'étude du fonctionnement du système électrique implique la mise au point de modèles de ces unités de production nouvelles. Ces modèles doivent être simples car leur utilisation s'envisage dans le cadre d'études à l'échelle d'un pays voire d'un réseau interconnecté continental. Ils doivent cependant être conçus pour permettre la prise en compte d'une large plage de fonctionnement allant du régime établi à la réponse transitoire en cas de court- circuit proche. Les modèles développés dans le cadre de ce travail répondent à ces deux exigences contradictoires. Ainsi, dans ce travail de thèse, il est proposé un modèle d'une turbine à gaz aérodérivée qui connaît un engouement important au niveau des pays industrialisés et qui est quasiment systématiquement associée à une cogénération. Des modèles génériques de la partie puissance et de la commande des principales chaînes de conversion éolienne actuelles sont également proposés. L'architecture complète de la commande d'une éolienne avec réglage de l'angle de calage (pitch control) a notamment été développée. Enfin, une étude de l'intégration d'éoliennes dans un réseau de distribution isolé est présentée. Cette étude a permis de définir des lois de commande pour la participation de la production éolienne aux réglages de tension et de fréquence.
Author: Miguel López
Author: Miguel López
Author: Thierry PICHARD
Author: Miguel López
Author: Mahamadou Abdou Tankari
Author: Abdoulaye Kébé
Author: Cristian Nichita
Author: Ilhem Haouara
Author: THIERRY.. DIVEUX
Author: JACQUES.. CORITON
Author: Vincent Rogez