Academic literature on the topic 'Générateurs photovoltaïques – Qualité – Contrôle'

L’énergie solaire photovoltaïque (PV) est parmi les énergies renouvelables la plus utilisée pour la production de l’énergie électrique. Le point le plus important en ce qui concerne l'intégration des systèmes photovoltaïques au réseau est le convertisseur de puissance, notamment les onduleurs qui ne sont pas tout à fait capables de fonctionner en mode avancé. Les nouvelles techniques en développement permettent d'améliorer les performances des onduleurs en assurant l'intégration correcte des systèmes photovoltaïques en tenant compte des caractéristiques du réseau. D’où, des exigences pour le contrôle avancé de l'onduleur connecté au réseau permettent le contrôle complet de l'énergie photovoltaïque fournie, toute en assurant une bonne qualité d’énergie, un faible Taux de Distorsion Harmonique (THD) des courants injectés dans le réseau et le contrôle de la puissance active et réactive. Ce papier présente, les configurations, la classification et les topologies des différents types d’onduleurs PV connectés au réseau. Un résumé concis des méthodes de contrôle pour les onduleurs monophasés et triphasés est également présenté. Un banc d’essai a été réalisé pour la validation expérimentale des techniques de contrôle proposées et développées.

Ce travail vise à améliorer la qualité de l'énergie électrique d'une ligne de production hybride éolienne photovoltaïque connectée à un site isolé. Tout d'abord, la modélisation mathématique de chaque élément du système de conversion est présentée. Les différentes parties de la chaîne de conversion sont ensuite connectées ensemble pour construire le système global. Ensuite, nous étudions le lien entre les chaînes photovoltaïques et éoliennes. Le système d'énergie hybride est utilisé pour alimenter un site isolé avec un contrôle orienté tension (VOC). Le but du système de contrôle est d'améliorer la qualité de l'énergie générée en régulant la tension Udc du circuit intermédiaire pour qu'il suive la valeur de référence Udcref. La validité du modèle unifié développé et la faisabilité des stratégies de contrôle proposées sont toutes confirmées par des résultats simulés à l'aide du logiciel Simulink / Matlab. Les résultats de la simulation sont utilisés pour analyser le comportement de l'ensemble du système et fournir les informations nécessaires qui conduisent à son utilisation dans les conditions appropriées, ce qui conduit à améliorer l'ensemble du système.

La filière viande est confrontée à un double problème de réduction des coûts de production, et d’amélioration de la qualité des produits. Parmi les principaux axes explorés par la Recherche dans ce domaine, l’attention a été focalisée sur la physiologie de la croissance, sa maîtrise par la nutrition et la sélection et enfin la technologie de la viande. Les caractéristiques biologiques des fibres musculaires conditionnent en partie les caractéristiques qualitatives des muscles. Il est donc important de bien connaître les mécanismes de mise en place des différents types de fibres au cours de la différenciation. Par ailleurs, l’étude du contrôle nutritionnel et hormonal et du déterminisme génétique de l’évolution des fibres, au cours du développement, doit permettre de proposer des méthodes d’élevage adaptées à l’élaboration d’un produit capable de satisfaire la filière et le consommateur. Un effort important est consacré à la mise au point de méthodes d’appréciation de la qualité du produit pour remplacer le système de cotation actuel reposant sur une appréciation subjective de la carcasse. Il s’agit de mesurer plus précisément le rendement en muscles, mais aussi les caractéristiques de cette matière première oui déterminent les qualités organoleptiques et hygiéniques de la viande. La maîtrise des procédés de transformation, depuis la technologie d’abattage, le ressuyage, l’automatisation de la découpe et du dessossage, jusqu’aux techniques de conditionnement et de restructuration de la viande sont autant de secteurs de recherches générateurs de progrès à moyen terme. Enfin, la maîtrise de la qualité nécessite une connaissance approfondie de la biochimie de la transformation du muscle en viande après l’abattage.

La qualité des générateurs photovoltaïques (GPV) installés jusqu’à présent pouvait être contrôlée uniquement par le biais de système de mesures onéreux et peu pratique. Deux points importants sont étudiés dans le cadre de ce travail. Dans la première partie, on s’intéresse au développement d’un dispositif automatique de caractérisation de module PV à base du PIC16F877 sous condition de fonctionnement réel. Nous présentons dans la deuxième partie, une évaluation pratique des performances électriques d’un module solaire en silicium amorphe a-Si:H hybride (couches minces inorganique/substrat organique) en temps réel, orienté vers le sud avec une inclinaison de 38°, meilleure orientation pour la ville d’Oran (Algérie).

Cet article propose une stratégie de couplage entre deux processus, le pronostic et le diagnostic, basée sur le modèle OSA-CBM et appliquée au cas des générateurs photovoltaïques. Dans un premier temps, les principales méthodes de couplage : Watch Dog, PEDS, SIMP et OSA-CBM sont décrites. Puis, les avantages de la stratégie OSA-CBM en particulier ses sept couches spécialisées permettant l'interopérabilité des processus sont mis en avant. Suivant cette architecture, un système de monitoring fournissant les indicateurs de performance des GPV est mis en œuvre et les résultats sont utilisés pour l'aide à la prise de décision de maintenance. Enfin, l'évolution de l'indicateur de dégradation CPR et surtout de son taux de réduction (Rd), est utilisée pour le contrôle du couplage entre les processus. Cette approche est validée en utilisant des données expérimentales issues de quatre installations photovoltaïques (projet IEA PVPS Task13).

Pour répondre aux besoins énergétiques croissants à travers le monde et dans un objectif de développement durable, l'utilisation de l'énergie solaire entraine une augmentation significative de l'installation de panneaux photovoltaïques (PV) permettant une production d'électricité propre et renouvelable. Cependant, les panneaux PV sont susceptibles de présenter des défauts dus aux menaces environnementales, aux facteurs humains ou à des périodes de fonctionnement prolongées. Ces défauts peuvent entraîner des pertes de puissance, une faible efficacité, une instabilité du système et présenter un risque de sécurité. La surveillance de l'état de santé peut atténuer ces problèmes et améliorer la fiabilité globale et l'efficacité de fonctionnement des panneaux PV. Parmi les outils de surveillance de l'état de santé existants pour les panneaux PV, la spectroscopie d'impédance (IS) offre un moyen puissant et non destructif d'acquérir l'impédance interne des panneaux PV sur une large plage de fréquences. L'IS basée sur le convertisseur peut aider à réduire les coûts globaux du système et à faciliter les applications en ligne, car aucun équipement supplémentaire n'est nécessaire. Cependant, la stratégie de contrôle du convertisseur doit être spécifiquement conçue. Tout d'abord, étant donné que l'injection du signal de perturbation est réalisée en contrôlant les signaux de commutation, la largeur de bande du convertisseur limitera la fréquence maximale du signal de perturbation. Obtenir un spectre IS complet avec une précision suffisante peut donc être un défi. Deuxièmement, pour garantir une puissance de sortie quasi maximale des panneaux PV même pendant la mise en œuvre de l'IS, un schéma de contrôle coopératif entre le suivi du point de puissance maximale (MPPT) et le mode IS doit être envisagé. Une stratégie de contrôle à deux niveaux du convertisseur. Le contrôle de niveau supérieur réalise le contrôle coopératif des différents modes de fonctionnement, notamment les modes MPPT, de suivi du point d'injection et IS. Le contrôle de niveau inférieur comprend le contrôle séparé de chaque mode. En particulier, pour le mode IS, les contrôles en boucle ouverte et en boucle fermée ont été étudiés et comparés systématiquement. Sous le contrôle en boucle ouverte, une analyse de la résonance intrinsèque du convertisseur et de la limitation de fréquence du signal de perturbation est effectuée. De plus, une méthode de configuration adaptative pour l'amplitude du rapport cyclique en courant alternatif est proposée pour éliminer l'influence de la résonance et améliorer la validité et la précision de la mesure IS. Sous le contrôle en boucle fermée, basé sur trois contrôleurs de compensation couramment utilisés en contrôle linéaire de systèmes, deux méthodes de contrôle, appelées contrôle unifié et contrôle séparer, sont conçues et comparées. Dans le contrôle unifié, un seul contrôleur proportionnel-intégral régule les composantes CC et CA ensemble pour atteindre les objectifs de contrôle. Dans le contrôle séparé, un filtre passe-bas segmenté est conçu. Un contrôleur proportionnel et un contrôleur quasi-proportionnel résonant sont ensuite appliqués séparément pour contrôler la composante CA. Basée sur les mesures IS acquises, un AC-ECM simplifié du panneau PV est proposé. Cet AC-ECM offre une approche d'ajustement pour le spectre incomplet obtenu par le biais de l'IS basée sur le convertisseur. De plus, quatre caractéristiques de l'état de santé sont extraites et définies pour surveiller les états de santé du panneau PV dans diverses conditions de fonctionnement. Enfin, une plateforme expérimentale a été développée. Une étude expérimentale a été menée pour vérifier que sous les stratégies peuvent être obtenues. Dans diverses conditions de fonctionnement, l'efficacité de la méthode de surveillance IS en ligne basée sur les caractéristiques extraites du panneau PV est également vérifiée
To meet the world's growing energy needs and with a view to sustainable development, the use of solar energy is leading a significant increase in the installation of photovoltaic (PV) panels, enabling the production of clean and renewable electricity. However, the PV panels are susceptible to faults during operating. These faults can result in power losses, low efficiency, system instability, even pose a risk of security. Health monitoring can mitigate these issues and improve the overall operating reliability and efficiency of PV panels. Among existing health monitoring tools for PV panels, impedance spectroscopy (IS) provides a powerful, non-destructive way to acquire PV panels' internal impedance over a wide frequency range. Compared with specific workstation-based IS, converter-based IS can help reduce overall system costs and facilitate online applications, as no additional equipment is required. However, the control strategy of the power converter needs to be specifically designed. Firstly, the bandwidth of the converter will limit the maximum frequency of the perturbation signal. Obtaining a complete IS spectrum with sufficient accuracy can thus be challenging. Secondly, to ensure a quasi-maximum output power of PV panels even during IS implementation, a cooperative control scheme between maximum power point tracking (MPPT) and IS modes should be considered. The major objectives of this research are twofold: (1) to propose a systematic design guideline for control strategies of converter-based IS implementation; (2) to establish an appropriate AC equivalent circuit model (AC-ECM) for PV panels and extract valuable health indicators for online health monitoring of PV panels. In one aspect, a bi-level control strategy of the power converter including an upper-level and a lower-level control is proposed. The upper-level control achieves the cooperative control of different operating modes, including MPPT, injection point tracking (IPT) and IS modes. The lower-level control includes the separate control of each mode. Particularly, for the IS mode, both open-loop control and closed-loop control have been systematically studied and compared. Under open-loop control, an analysis of the intrinsic resonance of the converter and the frequency limitation of the perturbation signal is performed. Furthermore, an adaptive configuration method for the amplitude of the AC duty cycle is proposed to eliminate the influence of the resonance and enhance the accuracy of IS measurement. Under closed-loop control, based on three commonly used compensation controllers, two control methods, named unified control and separated control, are designed and compared. In the unified control, a single proportional-integral (PI) controller controls the DC and AC components together to meet the control objectives. Meanwhile, in the separated control, a segmented lower pass filter (LPF) with a variable cut-off frequency is designed to effectively separate the DC component of the PV panel current from the AC perturbation signal. A proportional (P) and a quasi-proportional resonant (QPR) are further applied separately to control the AC component. In the other aspect, based on the acquired IS measurements, a simplified AC-ECM of the PV panel is proposed. This AC-ECM offers a fitting approach for the incomplete spectrum obtained through converter-based IS. Additionally, four health features are extracted and defined for monitoring the health states of the PV panel under various operating conditions. Finally, an experimental platform has been developed for online IS implementation. An experimental study has been conducted to verify that under the proposed control strategies, reliable and accurate IS measurements can be achieved. Under various operating conditions, the effectiveness of the online IS monitoring method based on the extracted features of the PV panel is verified as well

Le niveau de vie a augmenté la demande mondiale d'énergie et la consommation d'énergie fossile est considérée comme le principal facteur de l'augmentation de la température mondiale. Les énergies renouvelables sont l'un des principaux domaines d'intérêt des gouvernements de presque tous les pays. L'énergie solaire est propre et la source d'énergie la plus abondante disponible dans le monde et un système photovoltaïque thermique (PV-T) utilise l'énergie solaire et fournit en même temps de la chaleur et de l'électricité à faible émission de carbone. Différents moyens d'extraction de chaleur, des configurations de conception hybrides et les principales applications des collecteurs PV-T hybrides sont abordés pour mettre en évidence leur faisabilité et leur utilité. L'objectif de ce travail de thèse est la modélisation, la conception, l'optimisation et le contrôle d'un collecteur PV-T hybride. La modélisation des différentes configurations de collecteurs hybrides PV-T a été réalisée et étudiée en détail. Cela nécessite une étude approfondie des transferts de chaleur entre les composants du collecteur, l'approche proposée est basée sur une technique de graphe de liaison qui est un outil générique et général pour représenter les transferts thermiques. Une véritable application d'ingénierie, un séchoir solaire basé sur le collecteur PV-T et la récupération de la chaleur perdue ainsi que la recirculation de l'air est également étudiée. La thèse présente une nouvelle conception d'un collecteur PV-T qui intègre un réservoir de stockage de la chaleur ainsi qu'une résistance électrique pour augmenter la production thermique lorsque cela est nécessaire. La simulation numérique de la dynamique des fluides d'un système et la validation ultérieure de la conception proposée sont ensuite présentées. Cette étude porte également sur l'évaluation de l'influence des paramètres géométriques internes. Les résultats obtenus permettent d'analyser l'utilité du design proposé et d'en valider la viabilité. L'optimisation de tels systèmes est importante afin d'obtenir un rendement maximal : le plus d'énergie possible à moindre coût et cela nécessite d'analyser l'effet de divers paramètres. La plage de température du collecteur doit être contrôlée et les modèles développés sont appliqués à des fins de contrôle et d'observation. La température de sortie a été contrôlée à l'aide d'une variété de contrôleurs qui sont : un contrôleur PI simple, un contrôleur H-infinity et un contrôleur à mode glissant. De plus, un modèle multiple est construit et un observateur est conçu pour estimer les états du modèle multiple. Un observateur d'état avec une entrée inconnue est également développé, une amélioration de la conception. Il a été démontré que les contrôleurs conçus suivent les points de consigne souhaités et que les observateurs proposés estiment les états du collecteur, affichant ainsi l'efficacité. Enfin, le collecteur thermique PV-T a été modélisé en utilisant un réseau de neurones artificiels et utilisé à des fins de contrôle
The standard of living has risen the global energy demand and fossil fuel energy usage is considered the main factor for the rise in global temperature. Renewable energy has been one of the main areas of interest by governments of nearly all countries. Solar energy is clean and the most abundant energy source available around the globe and a photovoltaic thermal (PV-T) system uses solar energy and provides heat and low carbon electricity at the same time. Different heat extraction mediums, hybrid design configurations and the main applications of PV-T collectors are addressed to highlight their feasibility and usefulness. The focus of this thesis work is the modeling, design, optimization, and control of a hybrid PV-T collector. The modeling of the different configurations of hybrid PV-T collectors was conducted and studied in detail. It requires a thorough study of heat transfer between the collector's components and the proposed approach is based on a bond graph technique which is a generic and general tool to represent thermal transfers. A real engineering application, a solar dryer based on the PV-T collector and waste heat recovery along with air recirculation is also investigated. The thesis presents a new design of a PV-T collector that incorporates a storage tank to store heat as well as an electrical resistance to increase thermal production when necessary. Computational fluid dynamics (CFD) simulation of a system and the subsequent validation of the proposed design are then presented. This study also focuses on assessing the influence of internal geometrical parameters. The achieved results permit to analyze the usefulness of the proposed design and validate the viability. Optimization of such systems is highly important in order to get maximum output that is the most energy with lower cost and this requires analyzing the effect of various parameters. The temperature range of the collector must be controlled and the developed models are applied for the purpose of control and observation. The output temperature was controlled using a variety of controllers that are; a simple PI controller, H-infinity controller and sliding mode controller (SMC). Moreover, a multiple model is constructed and an observer is designed for estimating the states of the multiple model. A state observer with an unknown input is also developed, an improvement in the design. It was shown that the designed controllers track the desired set points and the proposed observers estimate the states of the collector, thus displaying the effectiveness. Finally, the hybrid PV-T collector was modeled by using artificial neural network (ANN) and also used for the purpose of control

Les Biofilms se développant dans les systèmes de dialyse sont des sources d'endotoxines, responsables d'inflammations chroniques chez le patient dialysé. L'efficacité des nombreux procédés de lutte contre le biofilm proposés par les industriels a été évaluée afin d'aider les utilisateurs à faire un choix. Un protocole d'analyse des biofilms a d'abord été développé, basé sur trois paramètres principaux : la surface couverte, le nombre de bactéries cultivables et le taux d'endotoxines. Des échantillons de tubulures ont été prélevés dans des centres de dialyse et analysés. Les plus contaminés provenaient de la connexion entre la boucle de distribution d'eau et le générateur ; les plus propres avaient été désinfectées par l'association acide citrique-autoclave. Des études in vitro ont montré qu'aucun des procédés testés ne permettait une élimination complète du biofilm. Les procédés utilisant le chauffage du désinfectant favorisent la formation de biofilm par " cuisson " de celui-ci sur le support. Les meilleurs traitements à conseiller seraient soit l'association de l'eau de javel et d'un agent décalcifiant, soit l'utilisation d'un générateur Miroclav®
Biofilms that develop on dialysis systems release endotoxins that are responsible for inflammatory diseases. The efficacy of the various "anti-biofilm" procedures proposed by the manufacturers have been assessed to help the users to make a choice. First of all, a biofilm analysis protocol was set-up, based on three main parameters : the coverage, the culturable cells and the endotoxin level. Tubing samples were removed from dialysis centers and analyzed. The highest contamination was observed on the samples coming from the connection between the water distribution loop and the dialysis machine; the cleanest samples had been disinfected by citric acid followed by autoclave. In vitro studies showed that no tested procedure was able to lead to a complete biofilm removal. Procedures using a hot disinfectant promote biofilm growth by "baking" the biofilm on the surface. The best treatments to be recommended are either the combination between bleach and a descaling agent, or the use of a Miroclav® machine

Les rendements de conversion des cellules solaires atteignent en moyenne aujourd’hui 15%. Malgré ces rendements acceptables, il reste un verrou technologique important à lever : l’amélioration de la durée de vie des modules photovoltaïques. On observe en effet au cours de l’utilisation de ces composants dans des conditions climatiques intermittentes : pluie, neige, moisissures, poussières rayons UV, chocs, corrosion etc.... une perte rapide des propriétés optoélectroniques en fonction des conditions d’utilisation. L’objectif de cette thèse est d’essayer d’améliorer la durée de vie des panneaux solaires et d’améliorer la fiabilité des modules en diminuant le taux de dégradation.Notre approche commence par prendre en compte les effets de vieillissement et des défauts des modules photovoltaïques dont la dégradation est liée à la température, humidité, à la lumière Ultra violette, les fissures etc…. Les défauts de fonctionnement sont analysés et étudiés pour comprendre l’effet et l’importance de chaque paramètre dans les différents modes de dégradation afin de développer des modèles de simulation qui tiennent compte des conditions environnementales.Des algorithmes de commande ont été développés pour une utilisation qui évite au mieux les défauts et permet aux modules photovoltaïques de fonctionner dans des conditions optimales pour l’atténuation des dégradations
Conversion efficiency of solar cells is now on average reaching 15%. Despite these acceptable yields, it remains important to raise a technological limitation: the improvement of the life span of photovoltaic modules. Effects are observed during the use of these components in intermittent weather: rain, snow, molds, dust UV rays, shock, corrosion etc... rapid losses of optoelectronic properties depending on the usage conditions. The objective of this thesis is in twofold: -to try to improve the lifespan of solar panels, and -to improve the reliability of the photovoltaic modules by decreasing their degradation rate. Our approach begins by taking into account the effects of aging of photovoltaic modules whose degradation is related to temperature, moisture, Ultra violet light, cracks etc... Faults are analyzed and studied to understand the impact and the importance of each parameter in the different modes of degradation to develop simulation models that take into account external environmental conditions. Control algorithms have been developed for a best utilization avoiding defects and allowing photovoltaic modules to operate in optimal conditions for mitigation of degradation processes

L'énergie éolienne est aujourd'hui devenue incontournable dans le monde de la production
d'électricité. Du fait des caractéristiques intrinsèques de cette source d'énergie (intermittence
de la source primaire, technologies diverses des générateurs, présence d'interfaces
d'électronique de puissance), l'intégration des générateurs éoliens dans les réseaux de
distribution pose de réels problèmes en terme d'impacts. Dans la mesure où désormais les
normes de raccordement ont été modifiées, il est apparu nécessaire d'étudier si les différentes
technologies d'éoliennes présentes sur le marché étaient en capacité de répondre ou non à ces
nouvelles contraintes. Ce travail de thèse propose ainsi une comparaison des structures
éoliennes existantes à partir de trois thèmes – qualité d'énergie, réaction face aux creux de
tension, participation aux services-système –, et analyse les possibilités offertes en terme de
contrôle par les structures à vitesse variable.

L’objet de cette thèse est l’intégration des parcs photovoltaïques intelligents au marché de l’électricité dans un environnement de libre concurrence. Les centrales photovoltaïques intelligentes sont celles qu’incluent systèmes de stockage pour réduire sa variabilité et en plus fournir à l’ensemble une plus grande contrôlabilité. Ces objectives techniques sont obtenues grâce à la capacité bidirectionnelle d’échange et stockage d’énergie qu’apportent les systèmes de stockage, dans ce cas, les batteries. Pour obtenir la rentabilité maximale des systèmes de stockage, le dimensionnement doit être optimisé en même temps que la stratégie de gestion avec laquelle le système de stockage est commandé. Dans cette thèse, une fois la technologie de stockage plus adapté à l’application photovoltaïque est sélectionnée, à savoir la technologie de lithium-ion, une participation innovatrice de part des parcs photovoltaïques intelligents dans le marché de l’électricité est proposée qui optimise à la fois le dimensionnement et la stratégie de gestion d’une manière simultanée. Ce processus d'optimisation ainsi que la participation au marché de l'électricité a été appliquée dans un cas d’étude réel, ce qui confirme que cette procédure permet de maximiser la rentabilité économique de ce type de production
The present PhD deals with the integration of intelligent photovoltaic (IPV) power plants in the electricity markets in an environment subject to free competition. The IPV power plants are those that include energy storage systems to reduce the variability and to provide the entire group a controllability increase. These technical objectives are obtained thanks to the bidirectional exchanging and storing capability that the storage system contributes to, in this case, battery energy storage system (BESS). In order to obtain the maximum profitability of the BESS, the sizing must be optimized together with the control strategy that the BESS will be operated with. In the present PhD, once the most performing battery energy storage technology has been selected, the lithium-ion technology, an innovative IPV power plant electricity market participation process is proposed which optimizes both the sizing and the energy management strategy in the same optimization step. This optimization process together with the electricity market participation has been applied in a real case study, confirming that this procedure permits to maximize the economic profitability of this type of generation

L’augmentation des températures et des risques de sécheresses du fait des changements climatiques impose une adaptation rapide des pratiques culturales afin de protéger les cultures face à l’augmentation des stress thermiques et hydriques. De plus, limiter l’émission de gaz à effet de serre à l’origine de ces changements climatiques nécessite le développement d’énergies renouvelables, mais ce développement se heurte dans certains pays à des conflits d’usage, alors qu’une part importante du territoire est déjà dédiée à l’agriculture. L’agrivoltaïsme consiste à installer des panneaux photovoltaïques sur des terres cultivées, ce qui permet de produire une électricité renouvelable tout en protégeant les cultures face aux canicules et aux sécheresses, et ainsi de répondre à ces deux problématiques. Cette pratique pourrait être particulièrement utile pour les serres de tomate dans lesquelles l’ombrage est déjà utilisé pour protéger les plantes, et où une structure capable de supporter les panneaux est déjà en place. L’utilisation de panneaux mobiles (agrivoltaïsme dynamique) permet d’ajuster l’ombrage aux besoins de la plante. Cependant, cette pratique provoque un ombrage temporaire dont l’effet sur les cultures n’est pas encore suffisamment bien compris pour optimiser leur pilotage et maximiser les rendements et la qualité de la culture. Cette thèse examine l'impact de l'ombrage sur la croissance végétative, la physiologie, le rendement et la qualité des plants de tomates. Elle étudie les effets de l'ombrage appliqué à différentes échelles spatiales et temporelles, allant de l'organe à la plante et variant en intensité sur une base horaire ou saisonnière. Elle s’appuie sur deux expérimentations réalisées sous serre agrivoltaïque en 2021 et 2022 à Alénya (Pyrénées-Orientales, France). Différentes modalités d’ombrage ont été étudiées, selon le moment de la journée où l’ombrage a été appliqué sur les plantes (en fin de matinée, en début de matinée et en fin d’après-midi, et en début d’après-midi) et comparées à une modalité témoin réalisée dans une serre identique sans panneaux photovoltaïques. Les données expérimentales ont été utilisées pour adapter et calibrer un modèle structure-fonction de la tomate (FSPM) développé dans l’unité PSH, ce qui a permis d'analyser l’effet de l’ombrage à l’échelle de la plante entière
Due to climate change, farming practices must be adapted to protect crops from increased heat and water stress. Additionally, limiting greenhouse gas emissions requires the development of renewable energies. However, in some countries, conflicts of use arise when a large part of the land is already dedicated to agriculture. Agrivoltaics is the practice of installing photovoltaic panels on cultivated land to produce renewable electricity while also protecting crops from heatwaves and drought, and thus it addresses both these issues. This practice could be particularly useful for tomato greenhouses, where shading is already used to protect the plants and where a structure capable of supporting the panels is already in place. The use of mobile panels (dynamic agrivoltaics) makes it possible to adjust shading to the needs of the plant. However, this practice causes temporary shading, the effect of which on crops is not yet fully understood, making it difficult to optimise their stirring policy and maximise crop yields and quality. This thesis examines the impact of shading on the vegetative growth, physiology, yield, andquality of tomato plant. It studies the effects of shading applied at different spatial and temporal scales, ranging from the organ to the plant and varying in intensity on an hourly or seasonal basis. The experiments were conducted in an agrivoltaic greenhouse in Alénya (Pyrénées-Orientales, France) in 2021 and 2022. Various shading treatments were investigated, depending on the daily pattern of plant shading (late morning, early morning, late afternoon, and afternoon) compared to a control grown in a similar greenhouse without photovoltaic panels. The experimental data were used to adapt and calibrate a tomato structure-function model (FSPM) developed in the PSH laboratory, which made it possible to analyse the effect of shading at the whole plant level

Ce travail est axé sur le contrôle optimal en temps réel d’un système autonome constitué d’un générateur photovoltaïque, d’une pile à combustible de technologie PEM, d’un électrolyseur alcalin, d’une batterie et d’un pack de supercondensateurs pour une application stationnaire. Le couplage de ces différentes sources a pour but d’améliorer les performances, la disponibilité du réseau électrique résultant, la fourniture d’électricité sur des périodes beaucoup plus longues, et surtout la satisfaction de la charge en utilisant chaque source de façon raisonnée.D’abord, une étude approfondie sur la faisabilité du système du point de vue technique, énergétique, économique et environnemental est effectué. En conséquence une méthode de dimensionnement optimal est proposée. Une analyse de sensibilité permettant d’évaluer l’influence du coût et de la taille des sous-systèmes respectivement sur le coût énergétique global et l’équivalent CO2 émis par le système est également effectuée. Ensuite un modèle permettant une mise à l’échelle aisée des composants afin d’atteindre la capacité requise pour le système est développé. Le modèle global du système est obtenu en exploitant la modularité de la REM (représentation énergétique macroscopique), qui est le formalisme utilisé pour la modélisation. Finalement Une méthode de gestion énergétique basé sur l’« Energy consumption Minimization Strategy » (ECMS) est proposée. La stratégie proposée est validée par étude comparative des résultats avec ceux de la programmation dynamique
This work is focused on the real-time optimal control of a stand-alone system consisting of a photovoltaic generator, a PEM fuel cell, an alkaline electrolyzer, a battery and supercapacitor pack for a stationary application. The coupling of these different sources aims to improve performance, the availability of the resulting electrical grid, the supply of electricity over much longer periods, and especially the satisfaction of the load by using each source in a controlled way.First, a thorough study of the feasibility of the system from a technical, energetic, economic and environmental point of view is carried out. As a result, an optimal sizing method is proposed. A sensitivity analysis to evaluate the influence of subsystems cost and the size respectively on the overall energy cost and the equivalent CO2 emitted by the system is also discussed. Then, a model enabling easy scaling of components to achieve the capacity required for the system is developped. The global model of the system is obtained by exploiting the modularity of the formalism used for modeling (the Energetic Macroscopic Representation). Finally, an energy management method based on Energy consumption Minimization Strategy (ECMS) is proposed. A comparative study of the results obtained by the ECMS and those obtained by dynamic programming has enabled the validation of the optimal control strategy developed

La perte de puissance d'un générateur photovoltaïque (GPV) est sans conteste due à l'apparition d'un certain nombre d'anomalies liées à la fabrication, à la production ou à l'environnement, engendrant des défaillances dans son bon fonctionnement. A partir d'un modèle réaliste, assez proche du fonctionnement réel et capable de prendre en compte l'effet d'avalanche d'une jonction PN transmise à l'ensemble du GPV, nous avons montré à suffisance, la perte de performances d'un générateur PV et la nécessité d'avoir une méthode de diagnostic pour l'aide à la maintenance afin de ne pas subir les effets des défauts.Deux méthodes de diagnostic ont été appliquées à ce GPV, l'une portant sur la détection et la localisation des défauts capteurs, et l'autre sur la détection et la localisation des défauts systèmes. Le choix particulier de ces deux techniques de diagnostic, qui ne ciblent pas les mêmes types de défauts, réside dans la nature complexe du modèle du processus industriel soumis à l'étude. Les performances obtenues avec la méthode des relations de redondance analytique (RRA) basée sur le principe de l'espace de parité appliqué au point de fonctionnement maximal, sont très pertinentes. Par la méthode de l'intelligence artificielle (IA) basée sur le principe des réseaux de neurones artificiels (RNA), nous avons expérimenté deux méthodes de classification pour la détection et le diagnostic des défauts systèmes. Si la détectabilité est prouvée avec nos différentes configurations sans possibilité de situer l'origine et la cause dans la première partie de la classification, nous arrivons grâce à un faisceau d'indices à situer l'origine ou la cause grâce à la classification pour le diagnostic.La réalisation de deux prototypes d'acquisition temps réel est faite sur le principe de l'Internet industriel des objets (IIoT). Le premier permet uniquement l'acquisition et la sauvegarde des données sur une carte SD. Le second prototype plus évolué, permet la transmission en temps réel par Wifi à un serveur web et vise la réalisation à long terme d'une plateforme de surveillance en temps réel. Les deux prototypes produisent des données qui sont utilisées pour alimenter les deux méthodes de diagnostic. Les résultats obtenus avec des données réelles sont compatibles avec ceux obtenus en phase de simulation. Les conclusions de ce diagnostic permettront une meilleure efficacité dans les opérations de maintenance proactive
The loss of power of a photovoltaic generator (PVG) is undoubtedly due to the appearance of a certain number of anomalies linked to manufacturing, production or the environment and causing failures in its proper functioning. From a realistic model, quite close to real operation and able to take into account the avalanche effect of a PN junction transmitted to the entire PVG, we have sufficiently shown the loss of performance of a PV generator and the need to have a diagnostic method for maintenance assistance in order not to suffer the effects of faults.Two diagnostic methods were applied to this PVG, one relating to the detection and localization of sensor faults, and the other to the detection and localization of system faults. The particular choice of these two diagnostic techniques, which do not target the same types of faults, lies in the complex nature of the model of the industrial process subjected to study. The performances obtained with the analytical redundancy relations (ARR), method based on the principle of parity space applied to the maximum operating point are very relevant. Using the artificial intelligence (AI), method based on the principle of artificial neural networks (ANN), we experimented with two classification methods for the detection and diagnosis of system faults. If detectability is proven with our different configurations without the possibility of locating the origin and the cause in the first part of the classification, we arrive thanks to a bundle of clues to locate the origin or the cause thanks to the classification for the diagnostic.The production of two real-time acquisition prototypes is based on the principle of the Industrial Internet of Things (IIoT). The first only allows the acquisition and saving of data on an SD card. The second, and more advanced prototype, allows real-time transmission via WiFi to a web server and aims to create a real-time monitoring platform in the long term. Both prototypes produce data that is used to power both diagnostic methods. The results obtained with real data are compatible with those obtained in the simulation phase. The conclusions of this diagnosis will enable greater efficiency in proactive maintenance operations