Dissertations / Theses: 'Systèmes renouvelables'

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Ramahaleomiarantsoa, Fanjason Jacques. "Diagnostic des systèmes à énergies renouvelables de type éolien." Phd thesis, Université Pascal Paoli, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01022178.

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Abstract:

Avec l'évolution technologique, le progrès de l'électronique de puissance et surtout l'enjeu économique, l'utilisation des machines asynchrones à cages ou à rotor bobiné occupe de plus en plus de place dans tous les domaines comme les entrainements électriques et la production d'énergie, leur robustesse, leur fiabilité et leur coût moins élevé sont particulièrement appréciés. Ces deux types d'actionneur en fonctionnement générateur sont la base des éoliennes actuelles.Néanmoins, malgré les travaux de recherches effectués ainsi que les améliorations apportées, ces machines demeurent des sièges potentiels de défaillances aussi bien au niveau stator que rotor. Les défauts les plus courants qui peuvent se produire dans la génératrice asynchrone à rotor bobiné du système éolien, au niveau rotor et stator sont : a) le court circuit sur les enroulements rotoriques et statoriques, b) les défaillances de roulements, c) les irrégularités statiques ou dynamiques de l'entrefer, d) les problèmes au niveau des balais et collecteurs. Ces types de défauts doivent êtres détectés, localisés à temps car ils peuvent endommager gravement le système. Durant ces dernières années, le diagnostic des défauts affectant les systèmes éoliens a été largement étudié. Un grand nombre de méthodes est disponible visant à améliorer la conception du système, à augmenter la qualité et la production d'énergie électrique et d'en diminuer les coûts. Malgré les résultats de la recherche, ces systèmes multi-complexes restent encore les sièges de réflexions de plusieurs laboratoires tant qu'industriels qu'académiques.Ce rapport de thèse présente une nouvelle méthodologie de diagnostic de défauts combinant la méthode à base de modèle utilisant les équations mathématiques explicites du processus et la méthode sans modèle. Les machines électriques sont modélisées analytiquement par la méthode des circuits électriques magnétiquement couplés. L'objectif est de générer des données en fonctionnement sain et en fonctionnement défaillant de ses variables d'état. Tandis que la méthode sans modèle utilisée est l'analyse en composantes principales (ACP). Les deux méthodes sont implémentées sous Matlab/ Simulink. Les données de la machine acquises sont traitées et analysées par des méthodes statistiques pour générer des résidus. La détection et la localisation de défauts sur la machine sont obtenues par l'analyse des résidus de ses variables d'état. Les résidus sont des indicateurs de défaillance ou non du système étudié. L'analyse des grandeurs caractéristiques de la machine étudiée dans ce rapport de thèse par le biais de plusieurs résultats de simulation montre l'efficacité de la méthode ACP, aussi bien sur le plan de la détection que de la localisation, par rapport aux autres méthodes de diagnostic des machines électriques.

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Stoyanov, Ludmil. "Etude de différentes structures de systèmes hybrides à sources d'énergie renouvelables." Phd thesis, Université Pascal Paoli, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00653412.

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Abstract:

L'objectif de ce travail en cotutelle entre l'Université Technique de Sofia et l'Université de Corse, consiste à étudier différentes structures de systèmes hybrides à sources d'énergie renouvelables et ce, dans deux cadres : des processus à variation lente (aspect énergétique) et à variation rapide (aspect électrique). Après une étude bibliographique basée sur une littérature internationale, une étude du potentiel éolien et solaire et de leur complémentarité est réalisée pour différentes stations Bulgares et Corses Les différents modèles de comportement des générateurs du système hybride ont été présentés et validés : photovoltaïque et éolien, puis une analyse des performances d'un système éolien/PV/Stockage et en son dimensionnement optimisé a été réalisé. Le choix du mode de stockage s'est porté sur les Stations de Pompage à Transfert d'Energie (STEP) et l'apport d'un tel stockage sur l'augmentation du taux de pénétration des sources d'énergie renouvelables a été estimé dans le cas du réseau électrique corse. Dans le cadre de l'étude des processus à variation rapide, l'attention a été portée vers les éléments du système hybride dans lesquels intervient une machine asynchrone. Des modèles de machine asynchrone, de convertisseur de tension réversible et de systèmes de contrôle sous différentes configurations ont été développés et validés expérimentalement. Le modèle de simulation a été adapté et mis en oeuvre dans un système microprocesseur dSPACE, qui permet le contrôle des convertisseurs électroniques dans le circuit du rotor de la machine asynchrone à double alimentation en temps réel.

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Mantulet, Gabin. "La contribution des gaz renouvelables à la décarbonation des systèmes énergétiques." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI029.

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Abstract:

Les problématiques liées au réchauffement climatique impliquent de devoir diminuer les émissions anthropogéniques de gaz à effet de serre. Il existe trois piliers de décarbonation des systèmes énergétiques parmi lesquels l’utilisation des énergies renouvelables. Ces dernières sont souvent assimilées à de l’énergie électrique produite par le soleil, le vent, l’hydraulique ou la biomasse. Néanmoins, cette énergie électrique ne permet pas une décarbonation profonde de tous les secteurs de consommation dont l’électrification est difficile. L’utilisation de gaz produit à partir de ces énergies décarbonées et appelé « gaz vert » peut palier cela en diminuant l’usage du gaz fossile. L’étude de la pénétration de ces « gaz renouvelables » est l’objet de cette thèse. Pour analyser l’apport du gaz vert sur la décarbonation des secteurs énergétiques, le travail mené utilise le modèle de prospective long terme POLES (Prospective Outlook on Long-term Energy Systems). Afin de représenter de manière détaillée le système de production de gaz vert, nous avons créé un module dans ce modèle, liant les ressources aux usages. Ainsi, les technologies de méthanisation, gazéification de la biomasse et la transformation d’électricité en gaz appelé power-to-gaz ont été modélisées et leurs contributions dans la consommation énergétique des secteurs de consommation estimées. Les résultats montrent que les technologies de gaz renouvelables jouent un rôle dans la transition énergétique en permettant de doubler la production de gaz fossile dans la seconde partie du XXIème siècle. Ce gaz permet la décarbonation des secteurs du transport, de l’industrie et de la production électrique. Néanmoins, le déploiement de ces technologies est directement lié aux progrès techniques attendus à l’avenir car ces technologies sont pour la majorité trop chères pour être compétitives face à l’utilisation du gaz naturel à l’heure actuelle. De plus, ce développement découle de la disponibilité de potentiels locaux au niveau des ressources de biomasse mobilisées. Ainsi, les trajectoires de développement sont différentes, région par région, en fonction du contexte local, tant au niveau de la ressource disponible que des incitations et programmes politiques mis en place pour promouvoir le déploiement des gaz verts
The problems linked to global warming imply the reduction of anthropogenic emissions of greenhouse gases. There are three pillars for decarbonizing energy systems, including the use of renewable energy. These are often assimilated to the electrical energy produced by the sun, wind, hydraulics or biomass. However, this electrical energy does not allow a deep decarbonization of all consumption sectors. The use of gas produced from these renewable energies and called "green gas" can overcome this by substituting fossil gas. The study of the penetration of these "renewable gases" is the subject of this thesis. To analyse the contribution of green gas to the decarbonization of energy sectors, the work carried out uses the long-term prospective model POLES (Prospective Outlook on Long-term Energy Systems). A module was created in the model to include a detailed representation of the green gas production system, linking resources to uses. The technologies of anaerobic digestion, gasification of biomass and the transformation of electricity into gas called power-to-gas have been modelled and their contributions in the energy consumption of consumption sectors estimated. The results show that renewable gas technologies play a role in the energy transition by doubling the production of fossil gas in the second half of the XXIst century. This gas allows the decarbonisation of the transport, industry and agriculture sectors. Nevertheless, the deployment of technologies is directly linked to the technical progress expected in the future because, at present, these technologies are for the majority too expensive to be competitive with the use of natural gas without carbon tax. In addition, development stems from the availability of local potential in terms of the biomass resources mobilized. Development trajectories are therefore quite different depending on local contexts, both in terms of resource availability and in terms of the political incentives to promote the deployment of green gases

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Labbé, Julien. "L’ hydrogène électrolytique comme moyen de stockage d’électricité pour systèmes photovoltaïques isolés." Paris, ENMP, 2006. http://www.theses.fr/2006ENMP1434.

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Abstract:

Un système électrique isolé du réseau, uniquement alimenté par un générateur photovoltaïque nécessite un stockage d’énergie pour être autonome. La batterie au plomb est couramment utilisée à cet effet, en raison de son faible coût, malgré certaines contraintes de fonctionnement. On peut la remplacer par une unité de stockage (USEH) incluant un électrolyseur, une pile à combustible et un réservoir d’hydrogène. Mais il reste d’importants efforts à fournir avant de voir l’essor industriel de cette technologie dont les débouchés doivent être identifiés. Les applications stationnaires de quelques kW sont évaluées par simulation numérique. Un simulateur est développé dans l’environnement Matlab/Simulink, comprenant principalement : le champ photovoltaïque et le système de stockage (batteries au plomb, USEH, ou stockage hybride USEH/batteries). La taille des composants est calculée pour satisfaire l’autonomie du système sur une année de fonctionnement. Il est testé pour 160 profils de charge (1kW en moyenne annuelle) et trois situations géographiques (Algérie, France et Norvège). Deux coefficients sont mis en place pour traduire la corrélation entre la consommation de l’usager et la disponibilité de la ressource renouvelable, à l’échelle journalière et saisonnière. Parmi les cas testés, le coefficient de corrélation saisonnier montre une valeur limite permettant de préconiser le stockage le plus adapté au cas étudié. L’emploi de l’USEH au lieu de batteries au plomb peut conduire à accroître le rendement du système, à réduire la taille du champ photovoltaïque et à optimiser l’exploitation de la ressource renouvelable. Dans tous les cas testés, l’hybridation de l’USEH avec des batteries permet d’améliorer le dimensionnement et les performances du système, avec un gain sur le rendement de 10 à 40 % selon le lieu testé. La confrontation des résultats de simulation à des données de systèmes réels a permis de valider les modèles utilisés
Stand alone systems supplied only by a photovoltaic generator need an energy storage unit to be fully self-sufficient. Lead acid batteries are commonly used to store energy because of their low cost, despite several operational constraints. A hydrogen-based energy storage unit (HESU) could be another candidate, including an electrolyser, a fuel cell and a hydrogen tank. However many efforts still need to be carried out for this technology to reach an industrial stage. In particular, market outlets must be clearly identified. The study of small stationary applications (few kW) is performed by numerical simulations. A simulator is developed in the Matlab/Simulink environment. It is mainly composed of a photovoltaic field and a storage unit (lead acid batteries, HESU, or hybrid storage HESU/batteries). The system component sizing is achieved in order to ensure the complete system autonomy over a whole year of operation. The simulator is tested with 160 load profiles (1 kW as a yearly mean value) and three locations (Algeria, France and Norway). Two coefficients are set in order to quantify the correlation between the power consumption of the end user and the renewable resource availability at both daily and yearly scales. Among the tested cases, a limit value of the yearly correlation coefficient came out, enabling to recommend the use of the most adapted storage to a considered case. There are cases for which using HESU instead of lead acid batteries can increase the system efficiency, decrease the size of the photovoltaic field and improve the exploitation of the renewable resource. In addition, hybridization of HESU with batteries always leads to system enhancements regarding its sizing and performance, with an efficiency increase by 10 to 40 % depending on the considered location. The good agreement between the simulation data and field data gathered on real systems enabled the validation of the models used in this study

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Gonzalez, Vieyra Joel Abraham. "Estimation et Contrôle des Systèmes Dynamiques à Entrées Inconnues et Energies Renouvelables." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2019. http://www.theses.fr/2019ECLI0012/document.

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Abstract:

De nos jours, les processus industriels se doivent d’être efficaces, en particulier au niveau de leur production et/ou consommation énergétique.Ce travail vise à améliorer l’efficacité des processus en analysant l’influence des perturbations sur leur comportement, de la phase de conception à la synthèse des contrôleurs/observateurs, ceci dans une approche intégrée.Le problème du Rejet de Perturbation est introduit ainsi que différents types de contrôles permettant d’atténuer et/ou rejeter ces perturbations. Le système de Barre de Torsion est présenté. Une loi de commande basée sur le concept d’état dérivé est présentée et ensuite validée avec comme application le rejet de perturbation. Il est nécessaire d’estimer les grandeurs physiques utilisées dans les différentes expressions de loi de commande. Un observateur à entrées inconnues basé sur la représentation bond graph est rappelé et ensuite étendu au cas multi-variable. C’est la première contribution théorique de ce travail de recherche.Nous comparons ensuite l’efficacité de différentes techniques de commandes pour le rejet de perturbation par simulation sur le système barre de torsion et analysons ainsi l’efficacité de la technique proposée. Une extension théorique au problème du découplage entrée-sortie nous permet de généraliser le problème du rejet de perturbation dans une même démarche intégrée d’analyse et de synthèse. Enfin, ces techniques sont exploitées et analysées sur le système réel. Nous validons ainsi expérimentalement nos résultats.Un modèle très simplifié de centrale hydroélectrique est développé afin d’appliquer les résultats de nos travaux. Un modèle bond graph simplifié est validé par simulation
Nowadays, industrial processes must be efficient, particularly at the production level and/or energy consumption.This research work aims at improving the process efficiency by analysing the influences of disturbances on their behaviour, from the conception phase to the synthesis of controller/observer, in an integrated approach.The disturbance rejection problem is first introduced as well as different control laws allowing attenuate/reject these disturbances. A control law based on the concept of derivative state variable is presented and validated while applied as disturbance rejection.In order to reject the disturbance, different physical variables must be estimated, such as state variables, derivative state variables as disturbance variables. An unknown input observer based on the bond graph representation is recalled and extended in the multivariable case. It is the first theoretical contribution of this work.We thus compare the efficiency of different so-called «modern control laws» for the disturbance rejection problems by simulation with the Torsion-Bar system example. We analyse the efficiency of our approach. One extension to the Input-Output decoupling problem allows us to extend the disturbance rejection problem to other control law type in an integrated approach. At least, these techniques are applied on the real Torsion-Bar system and compared. We validate our approach.Since this work aims at analysing and developing efficient control laws for industrial processes, a simplified model of a hydroelectric plant is developed, in order to apply our results. A simplified bond graph model is validated with simulations

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Bayem, Herman. "Apport des méthodes probabilistes aux études d'intégration des énergies renouvelables aux systèmes électriques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00447151.

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Abstract:

La production renouvelable (l'éolien, solaire photovoltaïque) a la particularité d'être variable et surtout non contrôlable du fait de la variabilité des sources. Compte tenu de ces particularités, les études d'impact des EnR sur les systèmes électriques, basées sur les méthodes déterministes s'avèrent inadaptées. L'objectif de ce travail est d'étudier l'apport des méthodes probabilistes dans les études d'intégration des EnR aux systèmes électriques. Les variations des paramètres du système imposent aux gestionnaires de réseaux des défis dont un des plus importants est la maîtrise de l'impact lié à ces variations. Cela passe par une caractérisation probabiliste du système électrique qui a été développée dans ce travail. Des méthodes probabilistes ont été développées pour réaliser les différentes analyses (transits, tensions, stabilité...) d'impact des EnR. De même pour les études d'intégration du type calcul du taux de pénétration en EnR dans un système donné, une méthode probabiliste a été proposée. Le principe de ces études est d'effectuer les analyses classiques sur grand nombre de points de fonctionnement représentatifs du comportement du système sur la période d'étude. Ces points de fonctionnement sont obtenus par tirage Monte Carlo sur les lois de probabilités des différents paramètres du système. A l'issue de ces analyses, l'impact des EnR est défini par un risque de défaillance. Il s'agit donc d'une étude du « risque de défaillance » à la différence d'une étude déterministe qui est du type « défaillance /pas défaillance ». Les méthodes déterministe et probabiliste ont été comparées pour deux cas : le raccordement d'une unité de production renouvelable à un réseau de distribution et l'étude du taux de pénétration d'un parc d'EnR dans un réseau de type insulaire.

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Bayem, Herman. "Apport des méthodes probabilistes aux études d’insertion des énergies renouvelables dans les systèmes électriques." Paris 11, 2009. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00447151.

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Abstract:

La production renouvelable (l’éolien, solaire photovoltaïque) a la particularité d’être variable et surtout non contrôlable du fait de la variabilité des sources. Compte tenu de ces particularités, les études d’impact des EnR sur les systèmes électriques, basées sur les méthodes déterministes s’avèrent inadaptées. L’objectif de ce travail est d’étudier l’apport des méthodes probabilistes dans les études d’intégration des EnR aux systèmes électriques. Les variations des paramètres du système imposent aux gestionnaires de réseaux des défis dont un des plus importants est la maîtrise de l’impact lié à ces variations. Cela passe par une caractérisation probabiliste du système électrique qui a été développée dans ce travail. Des méthodes probabilistes ont été développés pour réaliser les différentes analyses (transits, tensions, stabilité…) d’impact des EnR. De même pour les études d’intégration du type calcul du taux de pénétration en EnR dans un système donné, une méthode probabiliste a été proposée. Le principe de ces études est d’effectuer les analyses classiques sur grand nombre de points de fonctionnement représentatifs du comportement du système sur la période d’étude. Ces points de fonctionnement sont obtenus par tirage Monte Carlo sur les lois de probabilités des différents paramètres du système. A l’issue de ces analyses, l’impact des EnR est défini par un risque de défaillance. Il s’agit donc d’une étude du « risque de défaillance » à la différence d’une étude déterministe qui est du type « défaillance/pas défaillance ». Les méthodes déterministe et probabiliste ont été comparées pour deux cas : le raccordement d’une unité de production renouvelable à un réseau de distribution et l’étude du taux de pénétration d’un parc d’EnR dans un réseau de type insulaire
Renewable energy sources (RES) (especially wind and photovoltaic energy) have the particular feature of being variable and the controllabity of their production is very limited. For these reason, deterministic methods applied to RES' impact studies are inappropriate. The goal of this research work is to investigate the contribution of probabilistic methods for integration studies of RES in power systems. The management of parameters variations impacts on power systems brings up news challenges to system operators. The first step is the probabilistic modeling of the power system which is the first part of our work. The second step is the development of probabilistic methods which mix a probabilistic characterization of the power systems with a probabilistic model of RES production to estimate defined reliability criteria as well as probabilistic security criteria like risk of congestion, voltage level violations, etc. A probabilistic study is thus a risk analysis study, unlike a deterministic study which consists in the failure analysis of few specific situations. Pratical applications are presented and contributions of the probabilistic methods are discussed

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Petipas, Floriane. "Conception et conduite de systèmes d’électrolyse à haute température alimentés par des énergies renouvelables." Thesis, Paris, ENMP, 2013. http://www.theses.fr/2013ENMP0015/document.

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Abstract:

Le « Power-to-Gas » pourrait devenir une solution attractive pour le stockage des énergies renouvelables, pourvu que des électrolyseurs soient capables de fonctionner efficacement dans des conditions intermittentes à un coût abordable. Ce travail a pour objectif d'évaluer la faisabilité technique du fonctionnement intermittent de systèmes d'électrolyse à oxyde solide (SOEC) autour de 1073 K. Des conditions réalistes défavorables sont considérées, consistant en un système autonome sans source externe de chaleur et intégrant une compression d'hydrogène à 3 MPa. La problématique se compose de deux aspects : i) la gamme de fonctionnement du système, limitée à 60-100% en raison de gradients thermiques, est étendue via des stratégies de contrôle efficaces, ii) des procédures sont définies pour minimiser l'impact de l'intermittence sur la durée de vie. Premièrement, une stratégie de contrôle modulaire est proposée, consistant en l'utilisation de plusieurs unités indépendantes qui fonctionnent dans une gamme de puissance tolérable, ou sont arrêtées. La gamme de fonctionnement du système est ainsi étendue à 15-100% dans le cas de quatre unités. Une stratégie de contrôle complémentaire, consistant en un chauffage électrique interne, permet d'étendre la gamme de fonctionnement en réduisant les gradients thermiques, mais elle est susceptible de diminuer la durée de vie. Elle n'est donc appliquée qu'à une unité afin de suivre la courbe de charge et d'étendre la gamme de fonctionnement du système à 3-100%. Deuxièmement, 1800 cycles électriques on-off sont appliqués à une SOEC sans impact sur la dégradation, ce qui montre que des arrêts/démarrages répétés ne diminuent pas la durée de vie. De plus, des procédures de démarrage, standby et arrêt sont définies. Enfin, deux études de systèmes Eolien-SOEC et Solaire-SOEC fonctionnant pendant un an montrent que, avec les stratégies de contrôle implémentées, le système SOEC stocke la puissance appliquée avec un rendement de 91% sur PCS en moyenne, alors que les unités fonctionnent dans des conditions tolérables mis à part une unité qui suit la courbe de charge et est susceptible d'avoir une durée de vie diminuée
Power-to-Gas could become an attractive solution for renewable electricity storage, provided that affordable electrolysers are able to operate efficiently under intermittent conditions. This work aims to assess the technical feasibility of operating intermittently a Solid Oxide Electrolysis Cell (SOEC) system around 1073 K. Realistic unfavourable conditions are considered, consisting in a standalone system operated with no external heat source and integrating hydrogen compression to 3 MPa. Two challenges are tackled in this work: i) the system power load range, limited to 60-100% due to thermal gradients, is extended via efficient control strategies, ii) procedures are defined to minimise the impact of the intermittency on the lifetime. First, a modular control strategy is proposed, consisting in the use of several SOEC units which are either operated in a tolerable power load range, or switched off. The system power load range is hence extended to 15-100% in the case of four units. A complementary control strategy, consisting in internal electrical heating, enables to extend the load range by reducing thermal gradients, but it may decrease the lifetime. Thus, it is applied to only one unit for it to follow the load curve and extend the system power load range to 3-100%. Secondly, 1800 on-off electric cycles are applied to an SOEC with no degradation increase, which shows that repeated start/stops do not decrease the lifetime. Start-up, standby and shut-down procedures are also defined. Finally, two case studies of Wind-SOEC and Solar-SOEC systems operated over one year show that, with the implemented control strategies, the SOEC system stores the applied power with an average efficiency of 91% vs. HHV, while units operate under tolerable conditions apart from one unit which follows the load curve and may have a decreased lifetime

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Petipas, Floriane. "Conception et conduite de systèmes d'électrolyse à haute température alimentés par des énergies renouvelables." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00873645.

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Abstract:

Le " Power-to-Gas " pourrait devenir une solution attractive pour le stockage des énergies renouvelables, pourvu que des électrolyseurs soient capables de fonctionner efficacement dans des conditions intermittentes à un coût abordable. Ce travail a pour objectif d'évaluer la faisabilité technique du fonctionnement intermittent de systèmes d'électrolyse à oxyde solide (SOEC) autour de 1073 K. Des conditions réalistes défavorables sont considérées, consistant en un système autonome sans source externe de chaleur et intégrant une compression d'hydrogène à 3 MPa. La problématique se compose de deux aspects : i) la gamme de fonctionnement du système, limitée à 60-100% en raison de gradients thermiques, est étendue via des stratégies de contrôle efficaces, ii) des procédures sont définies pour minimiser l'impact de l'intermittence sur la durée de vie. Premièrement, une stratégie de contrôle modulaire est proposée, consistant en l'utilisation de plusieurs unités indépendantes qui fonctionnent dans une gamme de puissance tolérable, ou sont arrêtées. La gamme de fonctionnement du système est ainsi étendue à 15-100% dans le cas de quatre unités. Une stratégie de contrôle complémentaire, consistant en un chauffage électrique interne, permet d'étendre la gamme de fonctionnement en réduisant les gradients thermiques, mais elle est susceptible de diminuer la durée de vie. Elle n'est donc appliquée qu'à une unité afin de suivre la courbe de charge et d'étendre la gamme de fonctionnement du système à 3-100%. Deuxièmement, 1800 cycles électriques on-off sont appliqués à une SOEC sans impact sur la dégradation, ce qui montre que des arrêts/démarrages répétés ne diminuent pas la durée de vie. De plus, des procédures de démarrage, standby et arrêt sont définies. Enfin, deux études de systèmes Eolien-SOEC et Solaire-SOEC fonctionnant pendant un an montrent que, avec les stratégies de contrôle implémentées, le système SOEC stocke la puissance appliquée avec un rendement de 92% sur PCS en moyenne, alors que les unités fonctionnent dans des conditions tolérables mis à part une unité qui suit la courbe de charge et est susceptible d'avoir une durée de vie diminuée.

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Acquaviva, Valérie. "Analyse de l’intégration des systèmes énergétiques à sources renouvelables dans les réseaux électriques insulaires." Corte, 2009. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00605573.

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L'objectif de ce mémoire est d'analyser le potentiel des installations photovoltaïques connectées au réseau électrique insulaire. Notre étude porte sur trois types de systèmes: l'intégration de centrales PV dans le réseau électrique, l'utilisation de système PV en toiture pour réduire les chutes de tension en bout de ligne et un système à vocation expérimentale. La première partie offre une analyse détaillée de l'apport du photovoltaïque dans le réseau de distribution d'électricité corse. La simultanéité entre la charge et la puissance fournie par une centrale PV y est étudiée ainsi que le taux de disponibilité effectif plus communément appelé TDE. La deuxième partie du mémoire est consacrée au secteur résidentiel et plus particulièrement au renforcement des bouts de lignes électriques via la solution photovoltaïque. En effet, de nombreux foyers connaissent aujourd'hui encore des problèmes de chutes de tension. Pour assurer à l'usager un confort maximal nous avons donc choisi cette solution car l'île possède un ensoleillement remarquable et que la population est de plus en plus sensibilisée à ce type d'énergie. Enfin, le troisième et dernier chapitre représente la partie expérimentale de cette thèse. Elle concerne la modélisation d'un système photovoltaïque de 850 Wc connecté au réseau électrique et situé sur le site universitaire de Vignola. Le suivi et le monitoring ont été assurés depuis sa mise en service en 2000. Une étude des performances et de l'interaction entre le réseau et l'onduleur ont mis en évidence les problèmes de productions liés aux fluctuations du réseau. Des modi fications nécessaires des paramètres de l' onduleur ont conduits à des performances très satisfaisantes. Ce travail qui constitue une étude très large de l'intégration de systèmes PV dans le réseau insulaire corse à travers des applications variées devra être complété par une étude du secteur administratifs et surtout d'une étude plus poussée de la relation réseau/système PV
The aim of this PHD is to study the potential of the island grid connected PV systems. Our study foc uses on three kind of systems: integration pf Grid-connected PV plants; Rooftop PV systems to reduce volt drops at the end of the grid and a study on an experimental system. The first part shows the PV's contribution to the Corsican electric network. The simultaneity between the load and the power given by a PV plant is studied as weIl the Effective Load Capacity of the PV systems. The second part of this thesis deal with the residential area and more precisely the support of the electrical end of line via the PV solution. Lndeed, to this day many homes still have volt drops problems. To make sure that the user has maximum comfort, we have chosen this solution because the island has an important solar potential and also because users are more and more fond ofthis kind of energy. Finally, the third and final chapter shows the experimental part of the PHD. It talks about the modelisation of a small grid-connected system located on the university site of Vignola. Five years of monitoring data were studied. Analysing the performances and the grid / inverter interaction showed the production problems linked to the frequency and impendency variations. The necessary modifications to the inverter's parameters have led to very satisfactory results. This work offers an analysis of the integration of PV units to the island's electrical network and will have to be completed by a more thorough study of the grid / inverter interaction

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Saidi, Majdi. "Contribution à l'optimisation des systèmes hybrides de production énergétique à base de sources renouvelables." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0627.

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Abstract:

Cette thèse est une contribution à la conception optimale des systèmes hybrides pour la production énergétique. Les travaux proposés sont organisés en trois parties. La première partie consiste à étudier la possibilité d’intégrer des sous-réseaux constitués d’un ensemble de producteur-exploitant connectés au réseau principal. Le but est de renforcer la décentralisation de la production énergétique en tenant compte des besoins spécifiques et des disponibles de source renouvelable. Pour ce faire, l’approche consiste à optimiser le coût de l’installation, pour le producteur-exploitant, et les taux des subventions, assurées par l’état-soutien, tout en évitant la spéculation financière. La deuxième partie traite du problème de dimensionnement des systèmes hybrides par adaptation optimale de la charge, et l’approche est effectuée en deux parties. Une première partie consiste à modéliser la charge en tenant compte des contraintes spécifiques à l’exploitation. Ensuite, lors de la deuxième partie, une optimisation de la structure est effectuée en fonction du disponible énergétique. La troisième partie est consacrée au cas spécifique d’une application en nomade. Tout d’abord, il s’agit de déterminer les différentes contraintes caractéristiques à ce type d’application (sécurité énergétique, coût de la conception, etc.) et de définir les différents problèmes d’optimisation associés aux objectifs spécifiques. Ensuite, une étude de cas exprimée comme un problème d’optimisation de nature multi-objectif est énoncée. Finalement, des solutions optimales sont identifiées à travers des outils d’intelligence artificielle et de considérations liées à l’application
This thesis is a contribution to the optimal design of hybrid systems for energy production. The proposed work is organised in three parts. The first part is dedicated to an energy analysis at the level of the national electricity grid. The aim is to study the possibility of integrating sub-grids consisting of a set of producer-operators connected to the main grid. The aim is to strengthen the decentralisation of energy production, taking into account the specific needs and availability of renewable sources. To achieve this, the approach is to optimise the cost of the installation for the producer-operator and the subsidy rates provided by the supporting state, while avoiding financial speculation. The second part deals with the problem of sizing hybrid systems by optimal load adaptation, and the approach is carried out in two parts. In the first part, the load is modelled taking into account the specific constraints of the operation. Then, in the second part, an optimisation of the structure is carried out according to the available energy. To illustrate the relevance of the approach, an application to a concrete case of a company is performed. The third part is devoted to the specific case of a nomadic application. First, the different constraints characteristic of this type of application (energy security, design cost, etc.) are determined and the different optimisation problems associated with the specific objectives are defined. Then, a case study expressed as an optimisation problem of a multi-objective nature is stated. Finally, optimal solutions are identified through artificial intelligence tools and application

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Muselli, Marc. "Systèmes énergétiques pour la production d'eau douce potable et d'électricité." Habilitation à diriger des recherches, Université Pascal Paoli, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00603643.

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Abstract:

Les sources renouvelables (solaire, éolien, vapeur d'eau atmosphérique) représentent des solutions alternatives intéressantes pour répondre aux besoins de certaines populations isolées sans électricité et en stress hydrique (moins de 15 L d'eau par jour). Des condenseurs radiatifs de production d'eau douce potable ont été élaborés par l'utilisation d'un phénomène naturel (refroidissement radiatif) ne nécessitant pas d'apport d'énergie. Depuis 2000, l'Université de Corse, le CEA et le CNRS se sont conventionnés pour développer des outils et des technologies performantes pour effectuer la transition entre des prototypes de laboratoire et des systèmes réels. Afin de s'approcher du rendement théorique maximum (0,8 L m-2), des protocoles de mesure, puis des prototypes " plan "de 30 m² ont été construits. Un code numérique (CFD) a été développé pour estimer les performances de systèmes complexes à grande échelle (plusieurs centaines de m²) avant leur installation. De nouveaux matériaux de condensation faisant l'objet d'un brevet déposé, sélectifs en longueur d'onde, ont été formulés pour répondre à la fois à des contraintes de climatisation passive des bâtiments en cycle diurne et de production d'eau en cycle nocturne. En partenariat avec l'association OPUR (www.opur.u-bordeaux.fr), une toiture de démonstration de 15,1 m² à Biševo en Croatie (0,181 mm en moyenne), ainsi qu'une usine de production de 850 m² (15000 m² à terme) confirment le potentiel de la technologie puisque les rendements attendus pourront atteindre 5 m3 d'eau par jour. Parallèlement, le solaire et l'éolien, dans un système hybride de production d'énergie décentralisée (couplés avec une source auxiliaire type fossile ou hydrogène) peuvent pallier l'absence d'électrification de certaines régions du Globe. Dans ce mémoire, des codes de calcul de dimensionnement de ces systèmes ont été élaborés pour une optimisation physique et économique de ces techniques répondant soit à l'électrification de sites isolés soit à la production massive d'électricité par connexion à un réseau de distribution pour différentes applications (relevage de chutes de tension ou production en continu). Les résultats obtenus permettent d'envisager l'utilisation du couplage EnR-H2. A ce titre, notre équipe de recherches a obtenu le financement d'une centrale PV-H2 sur le site du laboratoire : 3,6 MW couplé à un électrolyseur et une pile à combustible de puissance de plus de 100 kW.

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Vechiu, Ionel. "Modélisation et analyse de l'intégration des énergies renouvelables dans un réseau autonome." Le Havre, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00179164.

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Abstract:

Dans la plupart des régions isolées, le générateur diesel est la source principale d'énergie électrique. Pour ces régions, le prix d'extension du réseau électrique s'avère prohibitif et le surcoût de l'approvisionnement en combustible augmente radicalement avec l'isolement. L'interconnexion des plusieurs sources d'énergie renouvelable (des éoliennes, des panneaux photovoltaïques, des petites centrales hydroélectriques, etc. ) dans un Système d'Energie Hybride (SEH) peut avoir une incidence profitable sur la production d'énergie électrique, en termes de coût et de disponibilité. Cependant, des améliorations dans la conception et le fonctionnement des SEH sont toujours nécessaires pour rendre cette technologie plus compétitive dans les régions isolées. Ainsi, le travail de recherche présenté dans cette thèse est une contribution à l'analyse du comportement et à la maîtrise des performances d'un SEH constitué par deux sources d'énergie renouvelable, un générateur diesel et des batteries de stockage. Ce type de système est étudié selon trois aspects : dimensionnement, maximisation de l'utilisation des ressources renouvelables et qualité de l'énergie électrique
In many of the remote areas, the diesel generator is the main source of power supply. The cost of grid extension is, and will probably continue to be, prohibitive and the fuel cost increases severely with the remoteness of the location. The combination of several energy sources (wind turbines, photovoltaic panels, small hydroelectric power plants etc. ) in a Hybrid Power System (HPS) can be very attractive for most of the remote areas, in terms of cost and availability. However, improvements of the design and operation of the HPS is still needed to allow this technology more competitive in remote areas. In this context, the work presented in this thesis gives a contribution to the behaviour analysis and the performances control of an HPS constituted by two renewable sources, a diesel generator and storage batteries. This kind of system is studied according to three aspects: sizing, maximizing the use of the renewable resource and power quality

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Dagdougui, Hanane. "Système d'aide à la décision pour la durabilité des systèmes énergétiques renouvelables et des infrastructures d'hydrogène : modélisation, contrôle et analyse de risques." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00679421.

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Abstract:

Compte tenu du caractère non durable des systèmes énergétiques actuel, il est nécessaire d'engager une transition énergétique durable fondée sur les ressources d'énergies renouvelables. L'hydrogène produit à partir des énergies renouvelables offre une solution prometteuse pour satisfaire les objectifs mondiaux de réduction des émissions de gaz à effet de serre et assurer une sécurité énergétique d'approvisionnement. L'utilisation d'un vecteur énergétique tel que l'hydrogène couplé aux ressources renouvelables offre une variété d'avantages sur plusieurs échelles. L'hydrogène a le potentiel de permettre l'exploitation des ressources renouvelables dans le secteur de transport. En effet, l'hydrogène dispose d'un potentiel de remplacer les carburants fossiles, assurant ainsi une réduction des émissions polluantes. L'hydrogène peut être alors une solution pour les défis énergétiques actuels, mais pour cela des barrières doivent être encore surmontées. Cette transition s'accompagne de plusieurs défis qui devraient être surmontés comme ceux liés aux caractères intermittents des ressources renouvelables. Une attention particulière doit être accordée à la faisabilité technique de la chaîne d'approvisionnement en hydrogène, qui est principalement entourée par le caractère intermittent des ressources renouvelables. Par ailleurs, l'infrastructure d'hydrogène présente de nombreuses difficultés qui doivent être surmontées pour une transition réussite vers une économie dépendante de l'hydrogène. Ces difficultés sont principalement dues à des obstacles purement économiques ainsi qu'à l'existence de nombreuses options technologiques pour la production, le stockage, le transport et l'utilisation d'hydrogène. Pour cette raison principale, il est primordial de comprendre et d'analyser la chaîne logistique d'hydrogène à l'avance, afin de détecter les facteurs importants qui peuvent jouer un rôle croissant dans l'élaboration d'une configuration optimale. Notre recherche est essentiellement focalisée sur la question suivante : Comment mettre en place un futur énergétique durable intégrant les énergies renouvelables et l'hydrogène?. Cette question est abordée par le biais du développement de nouveaux systèmes énergétiques fondés sur des innovations radicales. Ainsi, dans quel contexte l'infrastructure de l'hydrogène doit être développée en intégrant les critères liés aux risques de l'hydrogène?

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Roth, Anastasia. "Développement de méthodologies génériques pour la conception optimale et durable des parcs hybrides d'énergies renouvelables." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0036/document.

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Abstract:

Les enjeux planétaires du développement durable et du réchauffement climatique remettent en cause le fonctionnement de nos sociétés. La transition énergétique se traduit notamment par l’augmentation de l’utilisation des énergies renouvelables et constitue ainsi le contexte de nos travaux. Dans le cadre d’un contrat CIFRE avec l’entreprise VALOREM, nous proposons des méthodologies pour le développement et la conception d’installations renouvelables soutenables. L’approche d’Ingénierie Des Modèles mise en place nous permet de garder une démarche scientifique cohérente entre une vue très générale du contexte d’insertion des renouvelables et une vision plus technique et opérationnelle pour le développement d’installations renouvelables. Dans un premier temps, nous avons décrit de manière macroscopique le contexte d’insertion des énergies renouvelables en France, en proposant un cadre conceptuel pour le développement de projet d’aménagement du territoire. Il permet l’analyse des systèmes sociotechniques en transition grâce à une formalisation UML2 d’une part, et une méthode d’évaluation de la durabilité d’un processus d’autre part. Nous avons illustré ce cadre sur deux cas d’étude : le succès du développement de la centrale hydro-éolienne de l’île d’El Hierro dans les Canaries et l’échec du barrage de Sivens dans le Tarn en France. Par comparaison, nous montrons que l’implication des parties prenantes sur l’ensemble du processus de développement est cruciale pour le succès d’un projet. Nous avons ensuite proposé une implémentation logicielle permettant le suivi et le pilotage de projet d’aménagement du territoire en temps réel à l’aide d’outils d’intelligence artificielle. Conscient des limites opérationnelles de notre proposition, nous avons décidé de changer de point de vue pour adopter une vision plus technique sur les énergies renouvelables. La transition énergétique fait évoluer le système électrique français d’un modèle centralisé vers un modèle décentralisé, ce qui amène VALOREM à reconsidérer ses propositions techniques de production d’énergies renouvelables. Entre autre, l’entreprise tend vers l’hybridation de ses centrales et constate le besoin d’un outil de dimensionnement en phase d’avant-projet, afin d’identifier les opportunités d’activités. Nous faisons donc la proposition d’un prototype logiciel qui se veut flexible en termes de modélisation des centrales de production hybrides renouvelables et en termes de définition des objectifs et contraintes à satisfaire. Il est codé en C++ et basé sur des modèles d’optimisation linéaires. Nous illustrons son opérationnalité sur quatre cas d’étude : deux orientés marché électrique et deux en autoconsommation (l’un isolé, l’autre connecté au réseau). Les résultats des études montrent que les coûts de stockage batterie sont trop élevés pour pouvoir envisager l’installation de batteries dans les centrales hybrides renouvelables. Les systèmes en autoconsommation connectés au réseau semblent être plus prometteurs. Enfin, nous terminons par une analyse environnementale de différentes sources de production électrique afin de déterminer celles vers lesquelles la transition énergétique doit être axée. Les résultats montrent que la biomasse, l’éolien et le PV au sol sont les moyens de production les plus propres. La conclusion de la thèse propose une réflexion ascendante en complexité vers l’implication des acteurs dans les modèles de processus de développement territoriaux
Sustainable growth issues and climate change imply to shift our society organisation towards new paradigms. In the energy sector, it is illustrated by an energy transition via renewables. Within this context and the support of the company VALOREM, we propose a methodology for the sustainable development and design of renewable infrastructures. By using a Model Driven Engineering approach, we were able to adopt several viewpoints on renewable energy issues, while keeping a consistent scientific approach. First of all, from a holistic stance, we developed a conceptual framework for land settlement development process. Thanks to its modelling with UML2 and a methodology to assess the sustainability of processes, it can be used to analyse the trajectory of sociotechnical systems. The framework was tested on two case studies: the success of El Hierro hydrowind power plant implementation in Canary Islands and the failure of the Sivens dam project in the south of France. Their comparison shows that implication of stakeholders at all stages of the development process is crucial for the success of the project. We further propose to implement the conceptual framework as a software tool for the monitoring of land settlement project in real time, with the help of artificial intelligence concepts. However, this proposition was deemed not in line with Valorem’s priorities and we decided to focus on a technical instantiation of the framework for Hybride Renewable Energy Systems (HRES), which design and operation are part of VALOREM’s activity. As, the energy transition implies to change the electrical system model from a centralized to a decentralized one, there exists a need for a grassroots sizing tool for identifying new HRES opportunities. A software prototype for the grassroot optimal design of HRES was developed, offering flexibility in terms of modelling, setting constraints and defining objective functions. It is coded in C++ and based on linear programming model. We showed its relevance on four HRES case studies: two related to electricity market and two for self-supply of energy (one isolated and the other grid-connected). The results show that battery costs are too high to be profitable in HRES and that grid-connected systems seems to be a good alternative. Finally, we carried out an environmental impact assessment of several sources of electricity production to find out which are the “cleaner” ones. The results show that biomass, wind turbines and ground PV are those that should be considered for a sustainable energy transition. In the conclusion, we step back to a more complex viewpoint and develop perspectives to model human interactions within territory development process

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Soulas, Marcel. "Contribution à l'étude des transferts énergétiques dans les milieux polyphasiques : application aux systèmes complexes valorisant les énergies renouvelables." Angers, 1986. http://www.theses.fr/1986ANGE0005.

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Abstract:

Etude des divers aspects thermodynamiques des processus irréversibles relatifs aux transferts énergétiques induits par des points de chaleur dans différents milieux : systèmes poreux polyphasiques, milieux condensables ou non. Application à une pompe à chaleur à détente directe, à sources de chaleur dans l'atmosphère et dans le sol, et comportant un plancher chauffant à condensation directe. Performances obtenues.

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Poggi, Philippe. "INTEGRATION DES SYSTEMES ENERGETIQUES A SOURCES RENOUVELABLES DANS LES RESEAUX ELECTRIQUES INSULAIRES." Habilitation à diriger des recherches, Université Pascal Paoli, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00604868.

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Abstract:

Les énergies et plus particulièrement les énergies renouvelables sont un des éléments clés du développement soutenable aujourd'hui en plein expansion. Cette problématique est encore plus sensible dans les régions insulaires. Le chapitre 17 de l'Agenda 21 (Conférence de Rio, 1992) stipule que les îles sont des cas particuliers à la fois d'un point de vue environnemental et de leur développement. Elles ont des problèmes spécifiques et sont extrêmement fragiles et vulnérables. Dans le contexte actuel du développement durable, l'énergie est la pierre angulaire de leur stratégie de planification. En milieu insulaire, les contraintes habituelles dans le domaine de l'énergie sont la distance aux réseaux principaux, la petite échelle, les difficultés de distribution et l'absence de grands marchés traditionnels. Ces contraintes sont en général contrebalancées par l'extrême abondance des sources renouvelables d'énergie et l'incroyable adaptabilité et capacité d'intégration des technologies d'énergies renouvelables. Des facteurs qui tranchent avec l'inefficacité et le coût élevé des systèmes à énergie conventionnelle dans ces régions insulaires. En fait, nous pourrions dire que les îles doivent devenir de véritables laboratoires pour l'avenir des énergies " durables " Dans le document final rédigé à la fin de la première conférence sur le développement durable des îles (Minorca, 1997), nous pouvons lire : " les sources d'énergie non-renouvelables doivent être considérées comme des solutions provisoires, non souhaitables comme solution à long terme au problème énergétique des îles. ". C'est dans ce contexte que s'inscrivent les activités de recherches que nous avons réalisées depuis notre recrutement sur un poste de Maitre de Conférences en Septembre 1996, à l'Université de Corse. Elles concernent, en grande partie, l'intégration des sources renouvelables (solaire photovoltaïque et éolien) dans les réseaux électriques insulaires, avec comme champ d'application, la Corse. La démarche développée consiste à étudier le système énergétique globalement : en effet, un système solaire ou éolien n'est pas seulement tributaire de sa fiabilité technique et des performances individuelles de ses composants, il dépend de l'agencement des différents composants, de la stratégie de fonctionnement des divers sous-systèmes et de son dimensionnement. De plus, il est dépendant, par nature, des rythmes et aléas de son approvisionnement en énergie. Nous avons donc mis en œuvre une méthodologie globale du système prenant en compte tous les particularismes liés à l'utilisation des sources renouvelables d'énergie. La problématique générale posée par les systèmes utilisant une source renouvelable d'énergie d'origine phénomène (vent, soleil) est la suivante : comment utiliser au mieux un flux énergétique (éclairement solaire, vitesse de vent) fortement dépendant du temps et de l'espace pour répondre à une demande énergétique présente généralement sous une autre forme, elle aussi aléatoire dans le temps ? La particularité des chaînes de conversion solaire ou éolienne, comme celle de tout système à intrant énergétique d'origine phénomène provient du caractère aléatoire de la source du fait des variations météorologiques non prévisibles. Ainsi, même pour un système parfaitement connu d'un point de vue mathématique et technique, certaines grandeurs telles que rendement, efficacité ou productivité restent liées aux fluctuations spatio-temporelles de la source mais également de la charge. C'est donc pour cette raison que la connaissance et la caractérisation de la source énergétique doivent être étudiées de manière très précise. L'extrant énergétique (la consommation) est lié quant à lui aux besoins de l'utilisateur et/ou aux caractéristiques du réseau de distribution d'énergie. C'est pour cette raison, que la première partie de mes travaux se concentre sur la connaissance et la caractérisation de la source énergétique qu'elle soit solaire ou éolienne. Ainsi, nos principales activités de recherches portent sur : - l'étude des ressources énergétiques : absolument nécessaire pour les raisons exposées précédemment : étude statistique, développement de corrélation et de modèle, interprétation physique des phénomènes. - la production d'énergie à grande échelle à partir de sources renouvelables : très souvent, il s'agit de systèmes directement connectés au réseau de distribution. Cette production pose des problèmes du fait de sa forte variabilité qui perturbe le fonctionnement du réseau de distribution. Il faut donc étudier les interactions dynamiques inévitables entre l'offre et la demande, et analyser l'intervention de plusieurs facteurs tels que : centralisation ou distribution des systèmes de production, stockage d'énergie, taille du réseau, .... pour préserver la stabilité du réseau au fur et à mesure de l'augmentation de la capacité installée. - les systèmes de production multisources (appelés hybrides) : il s'agit de systèmes d'approvisionnement en électricité, la plupart du temps pour l'alimentation des sites isolés (mais dont l'application en mode connexion réseau électrique est également envisagée) couplant divers types de productions telles que éolienne, photovoltaïque et autres. Ils permettent une fourniture d'électricité plus fiable et moins coûteuse. Devant la complexité de ces systèmes, il convient de développer des méthodes de dimensionnement intégrant une optimisation de la gestion de l'énergie et une étude de coût optimal de production. Nous contribuons également aux activités de recherches portés par les membres de l'équipe. Elles concernent plusieurs domaine comme : - le diagnostic des systèmes de production [6.7.2.5 ; 6.7.2.10] : étant donnés la complexité des systèmes et le nombre important des paramètres qui entrent dans leur fonctionnement, un automaticien a rejoint notre équipe et développe des méthodologies de diagnostic des systèmes complexes qu'il applique à nos systèmes. - le développement de capteurs solaires innovants [6.7.1.3 ; 6.7.1.17 ; 6.7.1.19 ; 6.7.12.. 6.7.2.1. ; 6.7.2.2 ; 6.7.2.3. ; 6.7.2.8. ; 6.7.2.11. ; 6.7.2.17 ; 6.7.2.35 ; 6.7.2.36] (thermique et/ou photovoltaïque) : dans ce domaine, l'équipe a développé un capteur à air autonome, un capteur solaire en matériau composite et travaille actuellement sur un volet solaire à haute intégration dans l'habitat et sur un capteur hybride de production simultanée de chaleur et d'électricité. Dans un premier temps, nous présenterons donc les travaux relatifs à l'estimation et à l'analyse de la ressource énergétique que sont le rayonnement solaire et les vitesses de vent. Cette partie est un élément clé de l'analyse du comportement, de l'optimisation des systèmes de production d'énergie à sources renouvelables d'énergie. Il est en effet indispensable de mettre en place des caractérisations stochastiques du fait même de l'aspect aléatoire et non déterministe de cette ressource. La deuxième partie traite de la problématique de la connexion de systèmes énergétiques sur le réseau électrique insulaire, et les outils que nous avons mis en place afin d'analyser l'opportunité de l'intégration de fermes éoliennes ou de systèmes photovoltaïques sur les réseaux électriques, et plus particulièrement ceux non-interconnectés comme les réseaux insulaires. Cette thématique, nous a naturellement amené à étudier le couplage à d'autres sources d'énergie (et/ou de stockage) afin de réduire l'influence de l'aspect intermittent et non contrôlable de ces sources d'énergie. Le but des travaux entrepris sur ces systèmes n'est pas de rendre compte de l'évolution précise des paramètres entrant dans son fonctionnement tels que la tension, l'intensité, mais à partir de variables purement énergétiques (et non électriques) de dimensionner les différents sous-systèmes et de choisir la meilleure stratégie de fonctionnement pour chaque sous-système. Dans ce cadre, la modélisation physique globale utilisée permet de décrire le comportement de chaque sous système, puis on adjoint une étude de coût de production pour finaliser l'optimisation

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Iggidr, Abderrahman. "ANALYSE, OBSERVATION ET CONTRÔLE DE CERTAINS BIO-SYSTÈMES." Habilitation à diriger des recherches, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00557588.

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Abstract:

L'essentiel de nos travaux concernant les systèmes halieutiques et épidémiologiques sont présentés dans les chapitres 2 et 3. Au chapitre 1, nous faisons un bref rappel de certains travaux antérieurs en théorie du contrôle dont nous avons utilisé certains résultats par la suite pour l'étude des bio-systèmes. Nous avons choisi de détailler certaines parties qui ne figurent pas dans les articles fournis ou qui ne sont pas publiées. Nous finissons par présenter quelques perspectives et projets de recherche que nous comptons développer. En annexe, nous reproduisons sept articles qui contiennent les preuves et les détails techniques des résultats exposés dans les chapitres 1, 2 et 3.

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Chalal, Lamine. "Coordination de systèmes multisources pour favoriser la production d’énergie électrique renouvelable." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10006/document.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à la supervision des systèmes de production d’énergie électrique hybrides composés de différents types de sources incluant des sources renouvelables ainsi que des éléments de stockage (batterie). Le chapitre I est consacré à l’état de l’art de la supervision de ce type de systèmes hybrides. Au cours de ce chapitre nous avons défini le contexte et le cadre de notre étude et nous avons présenté les avantages et les inconvénients des stratégies actuellement utilisées. Ensuite, nous avons présenté notre vision de la supervision des systèmes multisources intégrant des ressources renouvelables. Au cours du chapitre II nous avons spécifié le système hybride et les modèles de ses composants afin de les intégrer dans une structure de supervision. La chapitre III concerne le développement du superviseur que nous proposons à base de commande prédictive. L’objectif est de déterminer la meilleure répartition, au sens d’un critère que nous avons proposé, des puissances à fournir par les sources pour répondre à une demande de la charge. La fonction définie pour l’optimisation, correspond au coût de production ; elle prend en compte non seulement le suivi des consignes mais aussi des critères technico-économiques (coût de l’énergie, émissions polluantes, cyclage de l’élément de stockage …etc). Ce superviseur s’appuie sur des modèles dynamiques des sources et des éléments de stockage ainsi que sur les prédictions à court terme de la ressource photovoltaïque. Le critère est minimisé pour chaque nouvelle fenêtre de prédiction afin d’envoyer les consignes à chaque composant du système hybride. Les résultats expérimentaux montrent la validité du superviseur proposé et de l’algorithme associé. Le chapitre IV vise à montrer la généricité du superviseur à base de commande prédictive proposé. En effet, une éolienne contrôlée en zone d’optimisation a été ajoutée au système hybride. Ensuite, l’éolienne est contrôlée en mode dégradé dans le but de réduire l’impact des variations de la vitesse du vent sur le suivi de la consigne de puissance. La fonction coût a été modifiée pour répondre à ces nouvelles exigences. Enfin, nous avons explicité les bénéfices potentiels d’un horizon de prédiction variable. La variation de l’horizon de prédiction est effectuée en fonction de la pertinence des prévisions des ressources d’origine renouvelable. Les essais sur une plate-forme expérimentale, combinant des composants réels et des modèles simulés en temps réel (Model-in-the-loop) montrent la validité de tous les concepts développés
This thesis is devoted to the supervision of the hybrid power generation system composed of various types of sources including renewable sources and electrochemical storage elements. Chapter I is devoted to the state of the art of supervision of such hybrid systems. In this chapter, the context and the scope of our study are defined and the advantages-disadvantages of each such strategy are presented. Our vision for the supervision of a multi-sources system that integrates sources of renewable resources is presented thereafter. In Chapter II we specify the hybrid system and the models of each component in order to integrate them into a supervision structure. Chapter III deals with the design of a supervisory predictive controller which optimizes the power ﬂow of a renewable hybrid system (solar panels, micro-turbine and battery). Short time predictions of the solar power and the power reference are embedded in the supervisor. The performance index integrates the environmental impact, the cost of fuel, battery cycling and the energy delivery. Simulations and a real-time application of a model-in-the-Loop plant are carried out to illustrate the applicability and electiveness of the proposed supervisory predictive control design. Chapter IV aims to show the generic properties of the proposed supervisory system. In fact, a wind turbine has been added to the hybrid system and the cost function has been modified. The real-time simulations show the effectiveness of the proposed power management system. Then, the turbine is controlled in degraded mode in order to reduce the impact of wind speed fluctuation with respect to the power reference. The cost function has been modified to meet these new requirements. Finally, the potential benefits of considering a dynamic prediction horizon are explained. The variation of the prediction horizon is performed according to the relevance of the predictions of renewable resources. Tested on an experimental platform combining real components and real-time simulation models (Model-in-the-loop), the results show the validity of all the developed concepts

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Costa, Luís Miguel. "Gestion de cellules des systèmes électriques intégrant des sources de production stochastiques." Paris, ENMP, 2008. http://www.theses.fr/2008ENMP1631.

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Abstract:

L'approvisionnement en énergie et le changement climatique représentent aujourd'hui deux problèmes remarquables qui doivent être surmontés par la société dans un contexte de croissance de la demande d'énergie. La reconnaissance de ces problèmes par l'opinion publique encourage la volonté politique de prendre différentes actions pour les surmonter de façon aussi rapide qu'efficace. Ces actions se basent sur l'augmentation de l'efficacité énergétique, la diminution de la dépendance sur les énergies fossiles et la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Dans ce contexte, les systèmes électriques subissent des changements importants au niveau de leur planification et de leur gestion. D'une part, les structures verticalement intégrées sont en train d'être remplacées par des structures de marché d'électricité donnant naissance à plusieurs acteurs au niveau du fonctionnement des marchés et de la production, distribution et commercialisation d'électricité. D'autre part, les systèmes électriques qui se basaient sur la production d'énergie issue de grandes centrales génératrices voient arriver aujourd'hui la fin de vie de ces grandes centrales. Le rôle de la production répartie d'électricité à partir de technologies telles que l'éolien et le solaire devient de plus en plus important dans ce contexte. Cependant, l'intégration à grande échelle de ces types de ressources réparties pose plusieurs défis liés, par exemple, aux incertitudes associées à la variabilité de la production de ces ressources. Toutefois, des systèmes combinant des outils avancés de prédiction de l'éolien ou du solaire peuvent être combinés avec des éléments contrôlables tels que des moyens de stockage d'énergie, des turbines à gaz ou de la demande électrique contrôlable, peuvent être créés dans le but de réduire les impacts associés à ces incertitudes. Ce travail de thèse traite de la gestion, sous conditions de marché libéralisé d'électricité, de ce type de systèmes qui fonctionnent comme des sociétés indépendantes qui sont ici nommées cellules des systèmes électriques. À partir de la bibliographie existante, une vision unifiée des problèmes de gestion des systèmes électriques est proposée comme un premier pas vers la gestion d'ensembles de cellules des systèmes électriques dans un cadre de gestion multi-cellule. Des méthodologies pour la gestion journalière et optimale de ce type de cellules sont proposées, discutées et évaluées dans un cadre à la fois déterministe et stochastique, ce dernier intégrant dans le processus de gestion les incertitudes liées au problème. Les résultats obtenus montrent que l'utilisation des approches proposées peut conduire à des avantages importants pour les opérateurs chargés de la gestion de cellules des systèmes électriques
Energy supply and climate change are nowadays two of the most outstanding problems which societies have to cope with under a context of increasing energy needs. Public awareness of these problems is driving political willingness to take actions for tackling them in a swift and efficient manner. Such actions mainly focus in increasing energy efficiency, in decreasing dependence on fossil fuels, and in reducing greenhouse gas emissions. In this context, power systems are undergoing important changes in the way they are planned and managed. On the one hand, vertically integrated structures are being replaced by market structures in which power systems are unbundled. On the other, power systems that once relied on large power generation facilities are witnessing the end of these facilities' life-cycle and, consequently, their decommissioning. The role of distributed energy resources such as wind and solar power generators is becoming increasingly important in this context. However, the large-scale integration of such type of generation presents many challenges due, for instance, to the uncertainty associated to the variability of their production. Nevertheless, advanced forecasting tools may be combined with more controllable elements such as energy storage devices, gas turbines, and controllable loads to form systems that aim to reduce the impacts that may be caused by these uncertainties. This thesis addresses the management under market conditions of these types of systems that act like independent societies and which are herewith named power system cells. From the available literature, a unified view of power system scheduling problems is also proposed as a first step for managing sets of power system cells in a multi-cell management framework. Then, methodologies for performing the optimal day-ahead scheduling of single power system cells are proposed, discussed and evaluated under both a deterministic and a stochastic framework that directly integrates the uncertainty information into the scheduling process. Results show that the utilization of the proposed approaches may lead to important advantages for operators managing these types of power system cells

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Gaztañaga, Arantzamendi Haizea. "Étude de structures d'intégration des systèmes de génération décentralisée : application aux microréseaux." Grenoble INPG, 2006. http://www.theses.fr/2006INPG0179.

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Abstract:

L'étude réalisée dans cette thèse s'est portée sur un concept original de microréseau et son utilisation pour faciliter l'intégration des systèmes à base d'énergies renouvelables (EnR) dans le réseau. Ce microréseau est constitué des générateurs à base d'EnR ainsi que de systèmes de soutien qui incorporent des fonctionnalités additionnelles de façon à en améliorer l'intégration. Sur la base de ce concept proposé, deux différentes applications types de microréseaux on été étudiées en détail : un microréseau résidentiel ilôtable et un parc éolien muni de systèmes DFACTS (STATCOM et DVR). Dans les deux applications, des structures de contrôle/commande à différents niveaux et appliquées aux différents composants du microréseau ont été développées, analysées en simulation off line et finalement validées sur un banc expérimental hybride temps réel avec des prototypes à échelle réduite
The present PhD deals with an original microgrid concept and its application as a Renewable Energy Source’s (RES) grid integration scheme. This microgrid is composed of RES generators as well as support systems that incorporate additional functionalities in order to improve RES integration into the grid. According to this concept, two practical microgrid applications have been studied in detail: a residential microgrid and a wind farm supported by DFACTS systems (STATCOM and DVR). In both applications, the control structures which are implemented at different levels and applied to the differents microgrid elements have been developed, analyzed by means of off-line simulations and finally validated in real-time conditions with physical reduced-scale prototypes

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Taillant, Pierre. "L' analyse évolutionniste des innovations technologiques : l'exemple des énergies solaire photovoltaïque et éolienne." Montpellier 1, 2005. http://www.theses.fr/2005MON10066.

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Abstract:

Dans les systèmes énergétiques actuels, les technologies des énergies renouvelables apparaissent comme des innovations radicales environnementales. Les modèles standards de l'économie de l'innovation et de l'environnement s'intéressent surtout aux innovations incrémentales. Fondée sur des hypothèses différentes, l'analyse évolutionniste permet d'étudier l'apprentissage des technologies des énergies renouvelables comme des nouvelles trajectoires technologiques " vertes ". L'approche par les systèmes technologiques permet ensuite d'étudier l'évolution des systèmes allemand du solaire photovoltaïque et danois de l'éolien. Dans le premier, les politiques publiques de R&D et les apprentissages des acteurs ont permis la création et le développement d'un marché auto-entretenu. Dans le deuxième, la réunion des deux sous-systèmes initiaux, des petites et des grandes éoliennes, et les apprentissages interactifs ont permis à certaines firmes de dominer la filière éolienne au niveau mondial.

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Lamache-De, Resseguier Corinne. "La géomatique au service de l'électrification rurale des pays en développement : application au Vietnam." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2002. http://www.theses.fr/2002VERS002S.

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L'électrification des " Pays du Sud " est une nécessité. Elle devra être effectuée dans un contexte de développement durable en utilisant des énergies propres et illimitées et en adaptant l'offre à la demande. Pour cela, il est nécessaire de bien identifier la demande énergétique afin de proposer des solutions électriques adaptées. L'identification de la demande énergétique est, le plus souvent, réalisée grâce à des études socio-économiques qui permettent d'évaluer la demande solvable. En plus de ces paramètres socio-économiques, les paramètres spatiaux et géographiques ont un rôle déterminant dans le choix des solutions d'électrification. Cependant, ils sont rarement pris en compte de façon fiable dans la planification électrique des zones rurales. Afin de planifier l'électrification des zones rurales des PED, des outils informatiques existent. Ces outils permettent de localiser les sites à potentiels énergétiques ou de dimensionner des systèmes électriques. Certains de ces outils utilisent des SIG et combinent ces deux fonctions sans cependant tenir compte de la localisation précise des foyers et des activités et donc de la demande. Nous avons développé Gis'Elec afin de répondre à cette problématique : aider à la planification des zones rurales des PED en tenant compte des limites des outils existants. Gis'Elec est un outil innovant qui présente des atouts par rapport à ceux qui existent : prise en compte de la localisation de l'habitat, des catégories de consommations, souplesse et convivialité. Le terrain d'étude choisi pour valider l'outil est une commune montagneuse du Vietnam. Les habitants sont pauvres et ne sont pas connectés au réseau national d'électricité. Une étude de terrain a permis de localiser les foyers grâce à un GPS et d'identifier la demande électrique solvable de ces populations. Ces données ont ensuite été traitées et intégrées au SIG afin d'effectuer une validation de Gis'Elec et de la méthodologie et d'en identifier les limites sur un cas concret
The electrification of " developing countries " is a necessity. To carry it out, one has to take into account " sustainable development ", by using clean and unlimited energies and by adjusting the offer to the need. For that, it is necessary to determine the energy needs so as to offer suitable electrification solutions. The evaluation of energy needs is, most often, carried out by socio-economic surveys which allow evaluation of the solvent need. Added to those socio-economic characteristics, spatial and geographic parameters have a determining role in the choice of the suitable electrification system. Yet electrification planning in rural areas often neglects those parameters. To help planning electrification in rural areas of developing countries, some tools already exist. These tools give the opportunity to locate sites with energy resources or to electrification systems. Some of those tools use GIS and do both functions without taking into account precise households' location nor the needs. Gis'Elec has been developed to give an answer to these lacks : helping rural planification of developing countries taking into account the limits of actual tools. Gis'Elec is an innovative tool which has many advantages : it takes into account the households' location and the type of use, as well as being easy to use. The field we chose to validate the tool is the mountains of the centre of Vietnam. The inhabitants are poor and not connected to the national electric grid. A field study has been engaged with a GPS survey and to identify the needs of the populations. These data have then been treated and entered into Gis'Elec to test the tool and the methodology on a real case

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Zhang, Lu. "Optimisation du dimensionnement de centrales hybrides de production d'énergie électrique associant les énergies renouvelables et traditionnelles sur un territoire donné." Le Havre, 2013. http://www.theses.fr/2013LEHA0006.

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Abstract:

L’épuisement rapide des sources d’énergie conventionnelles, l’augmentation de la demande énergétique mondiale et la lutte contre les émissions polluantes durant ces dernières années ont renouvelé l’intérêt du développement des sources d’énergie renouvelables. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail est de contribuer à la recherche de solutions pour la problématique de dimensionnement des Systèmes Électriques Hybrides de Production Décentralisée d’Électricité (SEHPRE) alliant des sources renouvelables et conventionnelles pour les sites isolés où le prix d’extension du réseau électrique est prohibitif. Notre démarche a consisté à formuler le problème de dimensionnement des SEHPRE en un problème d'optimisation non linéaire sous contraintes dont la principale fonction objectif est le coût total du SEHPRE sur une période 20 ans. Après une étude bibliographique de la littérature scientifique, des modèles énergétiques des différents éléments constituant un SEHPRE sont élaborés en se basant sur les données météorologiques disponibles. Le code OPTISEH dédié à l’optimisation du dimensionnement des SEHPRE a été ensuite développé et implémenté sous MATLAB®. Ce code a été éprouvé dans le cadre de dimensionnement de plusieurs structures des SEHPRE pour satisfaire le profil de consommation d'une unité résidentielle de petite puissance sur un site de la région de la ville du Havre. Enfin et pour chacune des structures optimales de SEHPRE obtenues, une analyse détaillée liant ces solutions aux ressources énergétiques du site et au profil de consommation a été effectuée et leur pertinence discutée
The rapid depletion of conventional energy sources , increasing global demand for energy and the fight against emissions in recent years have renewed interest in the development of renewable energy sources. In this context, the objective of this work is to contribute to finding solutions to the problem of Sizing Electric Hybrid Systems Dispersed Generation of Electricity (SEHPRE) by combining renewable and conventional sources for remote sites where the price of the extension is prohibitive. Our approach has been to formulate the problem of sizing SEHPRE in a nonlinear constrained optimization problem whose main objective function is the total cost of SEHPRE over 20 years. After a review, based on a scientific literature, the energy models of various elements constituting a SEHPRE are developed based on available meteorological data. The program OPTISEH dedicated to the sizing optimization of SEHPRE was then developed and implemented in MATLAB®. This code has been tested under the design of several structures SEHPRE to satisfy the consumption profile of a residential unit on a small power site in the region of Le Havre. Finally and for each optimal structures SEHPRE obtained a detailed analysis linking these solutions to the site and energy resources consumption profile was performed and discussed their relevance

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Bianco, Cécile. "Un système expert pour l'intégration des énergies renouvelables dans le système européens de distribution d'énergie : cas de la valorisation énergétique des déchets et de la biomasse." Aix-Marseille 1, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX11025.

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Abstract:

La gestion et l'évaluation des possibilités de valorisation des sources d'énergie renouvelable nécessite de faire appel à des outils d'aide à la décision, capables de reproduire le cheminement logique suivi par les spécialistes de l'exploitation de ces sources. Les travaux présentés concernent le développement d'un nouveau système expert, utilisé comme support de décision pour l'intégration de sources d'énergie renouvelable dans les réseaux européens de production d'électricité. Les technologies de valorisation énergétique concernées sont : les centrales solaires photovoltai͏̈ques et thermodynamiques, les systèmes éoliens, les centrales mini-hydrauliques et les procédés de traitement et de valorisation de la biomasse et des déchets. Ce travail présente plus spécifiquement le cas de la valorisation des déchets et de la biomasse. Une forte interactivité, un aspect prévisionnel et des possibilités d'évolution de l'outil sont les objectifs principaux. Son domaine d'application est défini du niveau local jusqu'à la taille d'une région de 40000 km2. Deux niveaux d'analyse sont considérées : l'analyse technologique et l'analyse environnementale. Le potentiel de valorisation de ces sources renouvelables est inventorié et défini en utilisant un Système d'Information Géographique (SIG) sur lequel sont stockées des données relatives à la région d'étude. Une base de données sur les caractéristiques opérationnelles par défaut des ressources a été créée permettant un niveau d'information de l'utilisateur minimal. La connaissance des valeurs des paramètres opérationnels permet de créer des scénarios de gestion et de valorisation énergétique des déchets et de la biomasse en introduisant des seuils sélectifs sur ces paramètres. Les différents scénarios, développés sur une région, peuvent être évalués en estimant, à partir de la méthodologie proposée, les impacts sur l'environnement

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Ahmed, Mariam Samir. "Optimisation de contrôle commande des systèmes de génération d'électricité à cycle de relaxation." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT019/document.

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Abstract:

Un de nos grands défis actuels est la décarbonisation du réseau électrique en éliminant les générateurs d'électricité à base de carburant, et de les remplacer de préférence par des ressources publiquement acceptés et qui respectent la nature de l'environnement. C'est où les ressources énergétiques renouvelables soulèvent comme une solution prometteuse. Les Systèmes de génération d'électricité à cycle de relaxation représentent notamment une classe intéressante des énergies renouvelables. Un tel système doit retrouver périodiquement un état qui permet la production d'énergie, ce qui entraîne un cycle à deux phases : une phase de génération et une phase de récupération qui consomme l'énergie. L'intérêt principal de cette thèse est focaliser sur le système de traction à base de cerf-volant, appelé par la suite le Kite Generator System (KGS). Il s'agit d'une solution proposée pour extraire l'énergie du vent stable et forte dans les hautes altitudes. Son principe de fonctionnement est d'entraîner mécaniquement un générateur électrique au sol en utilisant un ou plusieurs cerfs-volants captifs. La problématique est divisée en deux objectifs : 1 - L'optimisation et le contrôle du cycle de relaxation afin de maximiser la puissance moyenne produite par le système. Deux stratégies de contrôle sont proposées à cet effet : une basée sur un contrôle du modèle non linéaire prédictif (Nonlinear model predictive control - NMPC), et la deuxième basée sur l'application des contraintes virtuel (Virtual Constraints Control - VCC). 2 - L'Intégration du système sur le réseau électrique ou l'employer pour alimenter une charge isolée. Ces problèmes sont abordés dans cette thèse, réalisée au laboratoire de génie électrique de Grenoble (G2ELab) en collaboration avec le laboratoire d'Image Parole Signal Automatique de Grenoble (GIPSA-Lab)
One of our current major challenges is decarbonizing the electric grid by eliminating fuel based electricity generators, and replacing them preferably by nature-friendly publicly accepted resources. That is where renewable energy resources raise as a promising solution. Power relaxation-cycle systems represent an interesting and particular class of renewable. Such a system needs to regain periodically a state that allows energy production. Hence, it has two phases: A generation during which the system is working in its "power" region and is able to generate power and a recovery phase that starts when the system reaches its power region boundaries and resets the system's state to start a new generation phase, which results in power consumption. The main focus of this PhD dissertation is the kite-based traction system, named thereafter the kite generator system (KGS), which emerged as an important class of renewable energy systems that uses relaxation phases. It is a solution proposed to extract energy from the steady and strong wind found in high altitudes. Its operation principle is to mechanically drive a ground-based electric generator using one or several tethered kites. The problematic is divided into two objectives: 1 - Optimization and control of the relaxation cycle to maximize the system's average produced power. Two control strategies are proposed for this purpose: A nonlinear model predictive control (NMPC) based and virtual constraints control (VCC) based one. 2 - Integration of the system on the electric grid or employing it to supply an isolated load. These problems are addressed in this thesis, realized in Grenoble Electrical Engineering laboratory (G2ELab) with collaboration with Grenoble Image Parole Signal Automatique laboratory (GIPSA-Lab)

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Tehfe, Mohamad Ali. "Etude de nouveaux systèmes amorceurs pour des polymérisations radicalaires ou cationiques." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00694133.

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Abstract:

Le point clé des polymérisations radicalaires et/ou cationiques réside dans la génération des radicaux et/ou des cations qui amorcent la réaction. Ces derniers sont formés par transformation, via absorption de lumière, d'un composé photosensible. Puisque la majorité des réactions de polymérisation se produisent en système ouvert, on conçoit l'importance de trouver des solutions aux inconvénients liés à la présence de l'air lors de la réticulation. Durant ce travail, de nouvelles séries de molécules de type silanes, germanes, complexes boranes ... ont été examinées. On va s'intéresser aussi aux systèmes d'amorçage de type I et II. Nous nous intéresserons aussi à la polymérisation induite par la lumière visible ou solaire. Notre objectif consiste à développer des systèmes dont la sensibilité spectrale s'étend vers de grandes longueurs d'onde. Les molécules étudiées au cours de ce travail semblent être très favorables en tant que photoamorceurs ou co-amorceurs pour la polymérisation radicalaire ainsi que pour la polymérisation cationique. La plupart de ces structures se sont montrées plus efficaces que les références utilisées. Le travail de cette thèse s'articule autour de deux grandes parties : La première partie relative à la polymérisation radicalaire contient également une étude bibliographique et se divise en trois chapitres. La deuxième partie relative à la polymérisation cationique se divise en sept chapitres. Une annexe sera donnée à la fin de ce manuscrit et regroupe les différentes techniques expérimentales.

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Catalina, Tiberiu. "Estimation of residential buildings energy consumptions and analysis of renewable energy systems using a multi-criteria decision methodology." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0058/these.pdf.

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Abstract:

L'Union européenne (UE) a établi la prospective politique pour atteindre ses objectifs énergétiques fondamentaux pour le développent durable, la compétitivité et la sécurité énergétique, en réduisant les émissions de gaz à effet de serre par le biais d'une augmentation de la part des énergies renouvelables dans la consommation d'énergie et par l'amélioration de l'efficacité énergétique. Les principales questions sur l'utilisation à grande échelle des EnR sont liées au dimensionnement des systèmes, le choix parmi une grande variété de solutions vis-à-vis de plusieurs critères, et enfin le contrôle de ces sources. Dans un proche avenir, de plus en plus les EnR vont cohabiter avec les sources d'énergie fossiles et la recherche doit être orientée vers des solutions qui sont efficaces du point de vue énergétique, économiquement viable et respectueuses de l'environnement. Dans cette thèse, les travaux de recherche établissent une démarche en vue de proposer des solutions qui pourraient être les réponses aux deux premières problématiques que sont le dimensionnement mais surtout la seconde, qui est le choix des systèmes énergétiques les mieux adaptés par rapport a un nombre donné de critères. La première partie de la thèse traite des questions liées à l'estimation des besoins pour le chauffage, l'eau chaude sanitaire et l'énergie électrique. Cette estimation a été abordée par le développement de modèles polynomiaux de régression. La deuxième partie de la thèse examine les techniques de modélisation des systèmes afin d'obtenir les profils de l'approvisionnement en énergie renouvelable : ces quantités d'énergie de l'offre sont nécessaires dans d'analyse décisionnelle. Dans la troisième partie, une méthode d'aide à la décision multicritères (ELECTRE III) est décrite, puis appliquée à un exemple. La technique consiste à utiliser les règles obtenues à partir des modèles précédents et à réaliser un classement de solutions possibles envisagées. L'analyse multicritères fournit ainsi une technique intéressante d'aide dans le processus de décision et est capable de justifier les choix et de surclasser les alternatives dans le secteur des énergies renouvelables. Enfin, les théories, les algorithmes et les modèles qui ont été décrits dans ce travail ont été intégrées dans un outil d'aide à la décision que nous avons développé visant spécifiquement l'intégration des technologies à énergie renouvelable par une analyse multicritères et de faire rapidement des études paramétriques sur les consommations d'énergie des bâtiments. Dans la dernière partie de la thèse une analyse complète d'une étude de cas (maison Mozart) est réalisée avec la mise en application des méthodes proposées
European Union (EU) has agreed a forward-looking political agenda to achieve its core energy objectives of sustainability, competitiveness and security of supply, by reducing greenhouse gas emissions through an increase of the share of renewable in the energy consumption and by improving energy efficiency. The main issues of renewable energy sources large scale use are related to the sizing of the systems, the choice among a large variety of alternatives face to a certain number of criteria, and finally the control of these sources. In the near future, more and more the RES will cohabit with fossil energy source systems and research has to be pointed towards solutions that are energy efficiently, economical viable and environmental friendly. In this thesis, the research work is focus on finding and proposing solutions that could be the answers for the first two main issues presented previous, especially on the second issue which is the choice of systems face to several criteria. The first part treats the issues related to the heating, domestic hot water and electricity energy demand assessment, from the estimation to the impact factors. At this level it is described a new methodology developed to estimate the heating demand of residential buildings in temperate climate by using polynomial regression models obtained from a database of values from dynamic simulations. The second part examines the modeling techniques to obtain the renewable energy supply profiles which are further used in the multicriteria decision analysis. In the third part, a multicriteria decision support methodology concept is de-scribed (ELECTRE III) and then applied for an example. The decision support algorithm has its bases on the developed models and realizes the outranking of the possible. Finally, the theories, algorithms and models that have described in the thesis have been encapsulated in the development of a decision support-tool specifically aimed to aid strategic decisions regarding renewable technology integration and making quick parametric studies on the building energy consumptions. In the last part of the thesis a complete analysis of a study case (Mozart dwelling) is realized with application of the proposed methodologies

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Chane, Kuang Sang Laurent. "Stratégie de contrôle hybride d'un magnétron verrouillé par injection pour un Transport d'Énergie Sans Fil par onde hyperfréquence." La Réunion, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00464105/fr/.

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Abstract:

Présenté initialement à l'agence spatiale américaine par P. Glaser comme une source potentielle d'énergie alternative renouvelable et propre, le projet de Centrales Solaires Orbitales est basé sur le concept de Transport d'Energie Sans Fil (TESF). Le principe consiste à collecter directement dans l'espace l'énergie solaire, puis à la transmettre vers une base de réception terrestre, via un faisceau hyperfréquence. Dans le cadre des actions menées dans le domaine du TESF au niveau terrestre, une solution technologique permettant de répondre au cahier des charges imposé au système d'émission a retenu notre attention : mettre en oeuvre un réseau d'antenne phasé alimenté par des magnétrons de moyenne puissance. Dans cette optique, ce travail de recherche présente une approche originale du contrôle des grandeurs de sortie d'un magnétron opérant en situation de verrouillage par injection. Afin de prendre en compte le comportement non linéaire du magnétron, une stratégie de contrôle hybride a été mise en oeuvre pour le contrôle de la fréquence et de l'amplitude d'un magnétron de moyenne puissance (2. 45 GHz) verrouillé par injection et débitant sur une charge fixe. L'aspect hybride est constitué par l'association d'un algorithme de Contrôle Direct Inverse impliquant un réseau de neurones non linéaires modélisant la fonction de transfert inverse du magnétron, avec un correcteur linéaire en boucle fermée de type PID. Le développement d'un dispositif de caractérisation expérimentale d'un magnétron verrouillé par injection a permis de collecter des bases de mesures nécessaires à un apprentissage supervisé et généralisé pour l'identification du contrôleur neuronal. Les meilleures performances en terme de conduite du magnétron ont été obtenues avec une boucle de contrôle effectuant une permutation dynamique entre le correcteur neuronal non linéaire et le correcteur linéaire PID tout en assurant une stabilité de la phase sur l'ensemble de la bande de verrouillage
With the aim to put forward an alternative renewable and large-scale energy source to Mankind P. Glaser presented the project of Solar Power Satellite to the american spatial agency. This scheme consists in collecting directly in space the solar energy before being targeted on a terrestrial reception base by means of a focused microwave beam. This principle is founded on the concept of Wireless Power Transportation (WP1). To complete this project successfully, a preliminary "earthwork" strategy is adopted by the international researchers community, before upgrading to a spatial project. In terrestrial point-to-point WPT systems prototypes or proposals, one of the preferred microwave power projection system consists in a phased array antenna supplied by individual mid-power range microwave sources : magnetron. To be efficiently coupled to projecting systems and to allow electronic steering and beam-forming, magnetrons have to be synchronised to a reference frequency and controlled in phase and amplitude. For this purpose, this research wQrk presents a new approach of the control of the output parameters of an injection /ocked magnetron. Ln order to take into account the non linear behaviour of this microwave tube, an hybrid control strategy was designed to control the amplitude and frequency of a magnetron in fixed-load operations. This control algorithm involves a non linear artificial neural network modelling the plant inversion mapping, in combination with a classical linear PID feedback controller. Supervised and Generalized learning with experimental databases collected from a magnetron measurement bench developed in our laboratory was adopted to identify the neural controller. A dynamical - control architecture, which switches either on a non linear control loop or a classical linear PID feedback loop, allows to drive the frequency and amplitude of the magnetron, while its phase remains steady, all over the injection locking bandwith

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Darras, Christophe. "Modélisation de systèmes hybrides photovoltaïque / Hydrogène : applications site isolé, micro-réseau, et connexion au réseau électrique dans le cadre du projet PEPITE (ANR PAN-H)." Corte, 2010. http://www.theses.fr/2010CORT0004.

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Abstract:

Les systèmes hybrides EnR/H2 sont une solution innovante au problème du stockage des énergies renouvelables. Ces systèmes comprennent : une ou plusieurs sources renouvelables d’énergie ; un électrolyseur pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène lorsque la source renouvelable fournit un excédent d’énergie ; à l'inverse, lorsque la demande excède la capacité de la source renouvelable, une pile à combustible consomme les gaz afin de fournir le complément d'énergie nécessaire. Afin de développer ces solutions dans le futur : il est nécessaire de constituer un ensemble de références architecturales correspondant aux applications cibles pour les systèmes hybrides EnR/H2 ; et de posséder un instrument décisionnel permettant le dimensionnement optimum des sous-systèmes selon plusieurs critères (efficacité énergétique du système ou coût du kWh). Un code numérique de dimensionnement sous langage MATLAB®, baptisé ORIENTE, a donc été développé dans le cadre des travaux de recherches qui s’inscrivent dans le projet ANR PEPITE (ANR-07-PANH-012). Les différents partenaires de ce projet sont la société HELION, l’Université De Corse, le CEA, l’INPT – LAPLACE et ARMINES. Les applications concernées par ce code, sont l’électrification de sites isolés, la gestion énergétique de micro-réseaux électriques et l’écrêtage de pointes de puissance sur un réseau électrique. La première application sera traitée via un démonstrateur qui sera installé à Cadarache début 2011, sur le site du CEA, celle-ci concerne l’alimentation d’un pylône météorologique. Cette application est labellisée par les pôles de compétitivité CAPENERGIES et TENERRDIS. La 2ème application concerne l’étude d’un micro-réseau sur le site de MAFATE (îlet de la Réunion). Cette étude est en partenariat avec l’ARER. La dernière application, nommée projet MYRTE a été traité à travers une plateforme technologique sur le site de Vignola (près d’Ajaccio) pour des modes de contrôle-commande répondant à de l’écrêtage de pointe et à du lissage de la production photovoltaïque. Cette plateforme est financée par la région, l’Etat et l’Europe (FEDER). Cette application a fait l’objet d’une labellisation par CAPENERGIES
EnR/H2 hybrid systems appear to be an innovative solution to the renewable energies storage problems. These systems include : one or several renewable energy sources ; an electrolyzer that produces hydrogen and oxygen when the renewable energy source can provide an excess of energy ; in the other hand, when the load exceeds the capacity of the renewable source, the fuel cell consumes the gases and supply the difference of energy to the load. With the aim to develop these solutions in the future : it is necessary to constitute a set of architectural references corresponding to the target applications for the EnR/H2 hybrid systems ; and to develop a decision-making instrument allowing to optimize the sizing of each sub-systems according to several criteria (system energy efficiency or the electricity costs). A numerical sizing code under language MATLAB®, named ORIENTE, was thus developed within the framework of the research works which have joined the project ANR PEPITE (ANR-07-PANH-012). The various partners of this project are the HELION Company, the University of Corsica, the CEA, the INPT - LAPLACE and ARMINES. The applications concerned by this code, are electrification of isolated sites, micro-electricity grid energy management and reducing load peaks on an electrical grid. The first application will be treated via a demonstrator which will be installed at Cadarache in the beginning of 2011, on the site of the CEA, that concerns the supply of a meteorological pylon. This application is supported by the poles of competitiveness CAPENERGIES and TENERRDIS. The second application concerns the study of a micro-grid on the site of MAFATE (on La Réunion Island). This work is in partnership with the ARER. The last application, named MYRTE project was treated through a technological platform on the site of Vignola (near Ajaccio) for control-command strategies to answer the reducing load peaks on an electrical grid and the smoothing of the photovoltaic production. This platform is financed by the Corsica region, the French government and European Union (FEDER). This application was the object of a labellised by CAPENERGIES

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Rodney, Elodie. "Développement d’une méthode de gestion des risques de projet et d’aide à la décision en contexte incertain : application au domaine des énergies renouvelables." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0399/document.

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Abstract:

Le risque est une propriété inhérente de chaque projet. En effet, tout projet est soumis, durant l’ensemble de son cycle de vie, à de nombreux risques qui sont d’origine interne et externe dont la maîtrise est un enjeu crucial pour la réussite du projet. Beaucoup d'outils de gestion des risques ont été développés, mais ont la faiblesse récurrente de ne représenter que le projet et traitent le risque de façon isolée. Les risques affectant le projet et étant générés par ce dernier, il est nécessaire de prendre en compte les nombreuses et complexes interactions entre projet, environnement et risques.Les travaux réalisés visent à mettre en place une méthode de gestion des risques inhérents aux projets en général et plus particulièrement aux projets du domaine compétitif des énergies renouvelables.Cette méthode s’appuie sur un cadre formel et des outils applicatifs permettant d’optimiser le management des risques liés au projet. En effet, un cadre de modélisation servant de support à la méthode et ayant pour but de faciliter la modélisation du projet en tant que système complexe a été déterminé. De plus, la représentation des interactions inhérentes au projet et la prise de décision ont été rendues possibles par la nature des attributs caractérisant les entités du projet et de son environnement, et les différents modèles d’évaluation, d’interprétation et de choix des alternatives. Cette méthode a été adaptée à la prise en compte des incertitudes inhérentes au projet et à son environnement. Pour cela, nous avons d’abord procédé à l’identification et à la description des incertitudes via la réalisation d’une base de connaissances relatives aux facteurs de risques et à la documentation des variables incertaines. Les incertitudes ont ensuite été formalisées, propagée et évaluées
Risk is an inherent property of each project. Indeed, any project faces, throughout its whole life cycle, numerous risks. Those risks can have an internal or an external origin. Be able to control risks is a crucial stake for the project success. Many risk management tools have been developed, but have the recurring weakness of representing only the project and treating the risk in isolation. Risks affect the project and are generated by the project itself. So, it is necessary to consider the numerous and complex interactions between project, environment and risks.The work carried out aims to develop a risk management method suitable for all types of projects and more particularly for projects of the competitive field of renewable energies.This method relies on a formal framework, as well as on application tools to optimize project risk management. Indeed, a modeling framework which supports the method and aims to facilitate the modeling of the project as a complex system has been developed. Moreover, the representation of the interactions and the decision making have been allowed by the nature of the attributes characterizing the entities of the project and its environment and the different models for evaluation, interpretation and selection of alternatives. This method was adapted to the uncertain context. For this purpose, uncertainties have been identified and described via the realization of a data base on risk factors. Then, uncertainties have been formalized, propagated and evaluated

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Abdou, Tankari Mahamadou. "Système multi-sources de production d'énergie électrique : méthode de dimensionnement d'un système hybride et mise en œuvre expérimentale de l'optimisation de la gestion d'énergie." Le Havre, 2010. http://www.theses.fr/2010LEHA0011.

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Abstract:

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
This work is funded by the "Region Haute Normandie", the University of Le Havre and the GREAH laboratory, within the scope of research activities developed in the decades by GREAH laboratory on integration of renewable energy sources in systems of power generation and energy storage. The hybrid system considered consists of a wind generator, a diesel generator, photovoltaic panels, ultracapacitors and lead acid batteries for supplying the autonomous site (consumers). The wind power generator and photovoltaic panels are regulated at their maximum power to increase the penetration ratio of the renewable energy. The wind power fluctuations are dispatched between ultracapacitors and batteries according to the dynamics of each source. The using of ultracapacitors reduces the number of the battery cycles of charges and discharges, thereby improving its life and reduces its size. Because of the battery is the weak link of the system, we introduce a method to estimate its lifetime. The diesel generator is interfaced with the power electronics in aims to regulate the DC-bus voltage while compensating the difference between the load demand and the average value of the wind power. Fluctuations induced by the wind power generator are being absorbed by the storage devices. The diesel generator compensates only low frequencies energy compatible with its dynamics. This method can improve the performance of the diesel engine and can reduce the fuel consumption. The control laws of power converters and the energy transfer management methods are developed from a study of the technological characteristics of different components of the system. The modelling and sizing of the physical system is conducted in aim to perform the experimental implementation. The power electronic converters and the acquiring system (and measuring) are realised in the laboratory. During the experiments, different sources are inserted into the system in an evolutionary way to highlight the constraints and interactions introduced by each interconnected source. This also allows us to develop solutions tailored to each situation and to continue the experiments efficiently. Indeed, the insertion of a new source generally disrupts the stability of the system and often requires a readjustment of the parameters of the overall system regulation. Analyses of experimental results show the effectiveness of the strategy proposed for the energy management and the control of power converters

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Ibrahim, Idowu David. "Development of Smart Parabolic Trough Solar Collector for Water Heating and Hybrid Polymeric Composite Water Storage Tank." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASG049.

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Abstract:

Les sources d’énergies utilisées pour le chauffage de l’eau dans les bâtiments commerciaux et résidentielles sont multiples. Ces ressources sont essentiellement électriques dans les milieux urbains et utilisent le bois dans les milieux ruraux. Le pourcentage de l’énergie solaire utilisé reste assez faible. Les méthodes les utilisées pour produire l’eau chaude sont pour basés pour l’essentielle sur l’utilisation des résistances électrique ou des capteurs solaire plat. Le travail présenté dans cette thèse est basé sur l’utilisation des concentrateurs solaires pour chauffer des collecteurs d’énergie. Le rendement est augmenté par le développement de nouveau matériaux pour le stockage.La structure pour le support du collecteur a été conçue et analysée utilisant le logiciel Solidworks®. Les forces agissant sur les éléments de la structure sont simulées pour assurer la fiabilité du support lors des différentes conditions de fonctionnement. L’analyse par la méthode des éléments finis a permis la vérification de la structure utilisée pour le réflecteur et son support.Les performances énergétiques ont été simulées pour cinq ans d’opération utilisant le logiciel Matlab Simulink®. Cette simulation a été basée sur l’utilisation de trois données différentes. La première est une base de données météorologique de cinq ans en Afrique du Sud dans la Ville de Tshwane. La deuxième est un profil d’utilisation pour un foyer type. La troisième est le coût de complément de chauffage en électricité dépendant de l’heure de l’utilisation. Cette simulation a permis la validation des choix de dimensions de différents éléments du système de chauffage.Cette étude a permis le développement d’une approche pour la conception d’un système de chauffage solaire en optimisant les dimensions des différents éléments pour un foyer type et une région spécifique.De plus, nous avons conçu un autre réservoir d’eau chaude. Nous avons démontré que l'utilisation de matériaux polymères et d'autres matériaux comme le polyuréthane, le sel et l'aluminium est possible pour le développement d'un réservoir de stockage d'eau chaude en fonction de leurs propriétés inhérentes.L'extension des résultats de cette thèse améliorera encore les conceptions des technologies de concentrateurs solaires et des systèmes de chauffage solaire de l'eau. Par conséquent, certaines recommandations et suggestions sont mises en évidence afin d'améliorer la conception, l'analyse et les performances globales du système
In recent years, various energy sources and methods have been used to heat water in domestic and commercial buildings. The known sources for water heating include electrical energy and solar radiation energy in the urban regions or burning of firewood in the rural areas. Several water heating methods may be used such as electrical heating elements, solar concentrators, flat plate collectors and evacuated tube collectors. This thesis focuses on ways to further improve the system’s performance for water heating through the combined use of solar energy and solar concentrator technique. Furthermore, the study proposed an alternative design method for the hot water storage tank.The solar collector-supporting frame was designed and analysed using Solidworks®. The forces acting on the structural members were simulated to determine the capacity of the frame to sustain the load, and the possible regions on the supporting frame, which could potentially fail while in operation.Energy performance was simulated for five years of operation using Matlab Simulink® software. This simulation was based on the use of three different data. The first is a five-year weather database of the City of Tshwane in South Africa. The second is a hot water consumption profile for a typical household. The third is the cost of additional heating with electricity depending on the time of use. This simulation allowed the validation of the choices of the different elements of the heating system.This study allowed the development of an approach for the design of a solar heating system by optimising the dimensions of the different elements for a typical household and a specific region.In addition, the use of polymeric materials and other materials like polyurethane, salt and aluminium is possible for the development of a hot water storage tank based on their inherent properties.Extending the findings in this thesis will further improve the designs for solar concentrator technologies and solar water heating systems. Therefore, some recommendations and suggestions are highlighted in order to improve the overall system design, analysis and performance

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Ciocan, Alexandru. "Contributions aux systèmes de stockage d’énergie en utilisant des systèmes hybrides à partir de sources d’énergie alternatives." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2017. http://www.theses.fr/2017IMTA0028/document.

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Abstract:

La thèse intitulée «Contributions aux systèmes de stockage d’énergie en utilisant des systèmes à partir de sources d’énergie alternatives» propose une étude des technologies de stockage d'énergie en sachant qu'elles sont considérées comme l'une des options qui peuvent faciliter une forte pénétration de sources renouvelables. Dans ce contexte, le travail présenté vise à comprendre les défis liés au stockage de l'énergie et à développer un modèle général d'étude utilisant l'air comprimé comme moyen de stockage d'énergie.La thèse est structurée dans dix chapitres dont les quatre premiers sont consacrés à la présentation potentielle des sources d'énergie renouvelables, à l'évolution du secteur de l'énergie au cours des dernières décennies et aux technologies de stockage d'énergie, notamment sous forme d'air comprimé. Les six autres chapitres concernent les calculs thermodynamiques théoriques dans la mesure où il s'agit d'étudier les performances d'un système de stockage d'énergie hybride et de présenter un modèle mathématique contenant les étapes prises en compte dans la conversion de l'énergie renouvelable en énergie mécanique, stockées dans une forme d'air comprimé et plus tard reconvertis en électricité. De plus, ces chapitres présentent des données expérimentales obtenues sur une installation de laboratoire qui ont contribué à la validation des résultats théoriques obtenus suite à une simulation Matlab, et enfin une étude de cas pour une application à petite échelle, 30 kWh d'énergie stockée, où vise à trouver une configuration optimale. De l'ensemble du système en termes de pression de travail de l'air, analysé sous deux points de vue, technique et économique. La thèse se termine par un chapitre de conclusions générales et nous constatons qu'il reste encore quelques défis à surmonter pour que le stockage de l'énergie sous forme d'air comprimé soit une solution possible d'une perspective économique
The thesis entitled «Contributions to energy storage using hybrid systems from alternative energy sources» proposes a study of the energy storage technologies knowing the fact that these are considered one of the options that can facilitate a high penetration of renewable sources. In this context, the presented work aims to understand challenges in terms of energy storage and to develop a general studying model using compressed air as an energy storage medium.The thesis is structured in ten chapters from which the first four are dedicated to the presentation of the renewable energy sources potential, to the energy sector evolution in the last decades and to the energy storage technologies, especially in the form of compressed air. The other six chapters are dealing with the theoretical thermodynamic calculations as far as that goes in investigating the performances of a hybrid energy storage system and presenting a mathematical model containing the steps taken into account in the renewable energy conversion into mechanical energy, stored in a form of compressed air and later reconverted into electricity. In addition these chapters present experimental data obtained on a laboratory installation which helped in validating the theoretical results obtained following a Matlab simulation, and finally a case study for a small scale application, 30 kWh of energy stored, where is aiming to find an optimal configuration of the whole system in terms of air working pressure, being analyzed from two points of view, technical and economic. The thesis ends with a chapter of general conclusions and indicates that there are still challenges that must be overcome in order to make the energy storage in a form of compressed air a feasible solution from an economic perspective

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Costa, Luis. "Gestion de cellules des systèmes électriques intégrant des sources de production stochastiques." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00409587.

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Abstract:

L'approvisionnement en énergie et le changement climatique représentent aujourd'hui deux problèmes remarquables qui doivent être surmontés par la société dans un contexte de croissance de la demande d'énergie. La reconnaissance de ces problèmes par l'opinion publique encourage la volonté politique de prendre différentes actions pour les surmonter de façon aussi rapide qu'efficace. Ces actions se basent sur l'augmentation de l'efficacité énergétique, la diminution de la dépendance sur les énergies fossiles et la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Dans ce contexte, les systèmes électriques subissent des changements importants au niveau de leur planification et de leur gestion. D'une part, les structures verticalement intégrées sont en train d'être remplacées par des structures de marché d'électricité donnant naissance à plusieurs acteurs au niveau du fonctionnement des marchés et de la production, distribution et commercialisation d'électricité. D'autre part, les systèmes électriques qui se basaient sur la production d'énergie issue de grandes centrales génératrices voient arriver aujourd'hui la fin de vie de ces grandes centrales. Le rôle de la production répartie d'électricité à partir de technologies telles que l'éolien et le solaire devient de plus en plus important dans ce contexte. Cependant, l'intégration à grande échelle de ces types de ressources réparties pose plusieurs défis liés, par exemple, aux incertitudes associées à la variabilité de la production de ces ressources. Toutefois, des systèmes combinant des outils avancés de prédiction de l'éolien ou du solaire peuvent être combinés avec des éléments contrôlables tels que des moyens de stockage d'énergie, des turbines à gaz ou de la demande électrique contrôlable, peuvent être créés dans le but de réduire les impacts associés à ces incertitudes. Ce travail de thèse traite de la gestion, sous conditions de marché libéralisé d'électricité, de ce type de systèmes qui fonctionnent comme des sociétés indépendantes qui sont ici nommées cellules des systèmes électriques. À partir de la bibliographie existante, une vision unifiée des problèmes de gestion des systèmes électriques est proposée comme un premier pas vers la gestion d'ensembles de cellules des systèmes électriques dans un cadre de gestion multi-cellule. Des méthodologies pour la gestion journalière et optimale de ce type de cellules sont proposées, discutées et évaluées dans un cadre à la fois déterministe et stochastique, ce dernier intégrant dans le processus de gestion les incertitudes liées au problème. Les résultats obtenus montrent que l'utilisation des approches proposées peut conduire à des avantages importants pour les opérateurs chargés de la gestion de cellules des systèmes électriques.

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Mouhammad, Al Anfaf Mohamed Mladjao. "Contribution à la modélisation et à l’optimisation de systèmes énergétiques multi-sources et multi-charges." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0127/document.

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Abstract:

La demande énergétique mondiale continue d’augmenter. Les prix des énergies fossiles sont instables et incertains. La libéralisation du marché électrique et une conscience environnementale des acteurs mondiaux sont des leviers au développement des énergies renouvelables. Ces dernières se développent à un rythme rapide dans le monde. Elles ont atteint une maturité technique qui leur permet de devenir un segment important de l’industrie de l’énergie. Leur insertion dans le mix énergétique pose de nouveaux défis par rapport aux sources d'énergie traditionnelles. Avec un potentiel abondant encore sous-exploité, le photovoltaïque et l'énergie éolienne sont avantageux sur le plan économique et environnemental. Cependant, leur caractère intermittent diminue leur efficacité énergétique lorsqu’elles sont exploitées individuellement. L'utilisation de systèmes hybrides (multi-sources) combinant ces sources d'énergie renouvelables, le réseau de distribution national (réseau électrique historique) et les systèmes de stockage classiques, est généralement considérée par tous comme solution d’avenir, à la fois efficiente et fiable. Il est alors nécessaire de repenser la structure des réseaux électriques et des marchés de l’énergie, ainsi que des changements dans les méthodes de gestion de réseau. Dans ce contexte, l’apport envisagé avec ce travail de thèse est de contribuer à la modélisation et l’optimisation de systèmes multi-sources multi-charges pour alimenter aussi bien des sites isolés « énergie de proximité » (campus, village) que des sites étendus tels que des régions françaises à travers leur interconnexion « pooling ». Différents scenarii de gestion et différentes configurations des systèmes sont modélisés, testés et comparés pour analyser l’efficacité et la robustesse de chaque cas de figure. Une analyse technico-économique complète est réalisée, dans le but d’étudier la faisabilité de chaque système. Pour démontrer la validation de ces modèles, des études ont été réalisées sur un campus Universitaire Français, un micro-réseau au Mali et trois régions Françaises. Ces dernières ont fait l’objet d’application à un modèle original d’interconnexion basé sur les réseaux de Pétri pour l’aide à la décision en termes de configurations du réseau et le contrôle des flux d’énergie échangés entre des territoires producteurs-consommateurs interconnectés sans système de stockage
Global energy demand continues to rise. The fossil fuel prices are unstable and uncertain. The liberalization of the electricity market and environmental awareness of the global leaders are levers for the development of renewable energy. These are growing at a rapid pace in the world. They reached technical maturity that enables them to become an important segment of the energy industry. Their integration in the energy mix poses new challenges compared to traditional energy sources. With an underexploited potential, photovoltaic and wind energy are advantageous economically and environmentally. However, their intermittent decreases their energy efficiency when operated. The use of hybrid systems (multi-sources) combining these renewable energy sources, the national distribution network (historical grid) and conventional storage systems, is generally regarded by all as a future solution, both efficient and reliable. Thereby, it is necessary to rethink the structure of electrical networks and energy markets, and changes in network management methods. In this context, the foreseen intake with this thesis is to contribute to the modeling and optimization of multi- load multi- source systems to power both remote sites “closeness energy” (campus, village) and large sites such as French regions through their interconnection "pooling ". Different scenarios of management and different configurations of the systems are modeled, tested and compared to analyze the effectiveness and robustness of each case. A complete technical and economic analysis is performed in order to study the feasibility of each system. To demonstrate the validation of these models, studies were performed on a French university campus, a Micro-grid in Mali and three French regions. These latter have been applied to an original interconnection model based on Petri nets for decision support in terms of network configuration and control of energy flows exchanged between interconnected producers/consumers territories without storage

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Maslov, Jayet de Gercourt Nicolas. "Approche multicritère pour la recherche de site et l'optimisation de technologies d'énergies marines renouvelables." Thesis, Brest, 2015. http://www.theses.fr/2015BRES0109/document.

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Abstract:

La recherche développée dans cette thèse propose une méthodologie pour faciliter la recherche d'un site favorable à I'installation d'un parc d'énergie marine, ainsi qu'un ensemble de solutions techniques appropriées au site lui-même et aux contraintes économiques. Dans le but de simplifier les processus de décisions, une approche multicritère est proposée. La méthode développée intègre un système d'information géographique, une méthode d'analyse multicritère et un algorithme d'optimisation. Cette stratégie est appliquée dans le cadre d'un projet d'implantation d'un parc d'hydroliennes. Trois critères sont utilisés : I'acceptation sociale, l'énergie produite et le coût global du projet.Le premier critère à modéliser est I'acceptation sociale qui permet de discrétiser spatialement la zone d'étude. Cette modélisation vise une segmentation de I'espace maritime suivant son potentiel à réduire les conflits. L'agrégation des différentes contraintes spatiales est obtenue en utilisant la méthode Electre III. Des modèles de coût et de production énergétique ont été ensuite intégrés en prenant en compte la possibilité de combiner plusieurs technologies. Les sites d'installations proposés sont définis par I'intersection de la carte d'acceptabilité avec les cartes relatives aux contraintes géographiques intervenant dans I'estimation du coût de l'énergie produite. La technologie utilisée, les principaux paramètres de dimensionnement des machines et les caractéristiques géographiques des sites d'installation permettent l'évaluation des deux derniers critères. Pour chaque site d'implantation, les machines offrant le meilleur compromis coût/ énergie produite sont identifiées grâce à un algorithme génétique. La méthode d'analyse multicritères Electre III est également appliquée dans le processus de décision final incluant les trois critères. Un classement des différentes régions de I'espace maritime, auxquelles une machine optimisée est associée, est obtenu. Ce classement est adapté à la vision du problème des décideurs grâce aux possibilités de paramétrage des différents critères dans Electre
The research developed in this thesis introduces a methodological approach whose objective is to facilitate the search of a favorable site for the installation of a marine energy converter park in the maritime domain. In order to efficiently install a marine energy farm in a suitable region, two main objectives are considered. The first one is to identify the best location for a given technology, and the second one aims is to find the optimal farm configuration and the most adequate technologies for a given region.The introduced methodology is based on a combination of Geographic Information Systems (GIS), multi-criteria analysis (MCA) and an optimization algorithm. Three main criteria are considered in the approach: the global cost of the project, quantity of energy produced and social acceptance. The social acceptance criterion is evaluated by the MCA. The MCA retained is Electre III. The research develops a combination of Electre and GIS analysis that takes into account the conflicting nature of the different spatial constraints. The geographical dimension is taken into account thanks to a grid-oriented structural representation in which each elementary region is ranked according to the potentialities and the conflicts that may arise. The approach is complemented by the application of a genetic algorithm whose objective is to select the technical options for each spatial subdivision in order to optimize the criteria of cost and produced energy by the converters. The last step of the methodology applies Electre again to provide a decision-aid support. The whole approach generates a potential classification of the different sub-regions of the maritime space considered, according to the different technologies considered, and this by summarizing the three main criteria. Overall the method provides a decision-aid system based on the flexibility offered by the Electre parameters that can be used by both engineers and decisionmakers when studying the potentiality offered by the development of marine energy converters

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Phrakonkham, Sengprasong. "Contribution au pré dimensionnement et à l'optimisation des sites de production d'énergie électrique en site isolé à partir des énergies renouvelables : application au cas du Laos." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112138.

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Abstract:

Depuis 2004, l'Université de Paris Sud a établi une collaboration avec le département de Génie Électrique de la Faculté d'ingénierie de l'Université du Laos (UNL). La thématique de recherche concerne le pilotage de l'électronique de puissance pour la gestion de sources d'énergie renouvelable pour le Laos. Ainsi en 2009, le Gouvernement français a financé une bourse de thèse pour le développement d'un outil de pré-dimensionnement de la production électrique renouvelable pour les villages isolés au Laos. En effet, le réseau de transport et de distribution du Laos est déjà en tension compte tenu de l'explosion de la consommation dans les zones urbaines. Son extension aux zones rurales notamment dans les zones montagneuses représente un coût d'investissement beaucoup trop élevé. Par contre le pays bénéficie de ressources naturelles (hydrauliques, solaire et agricoles) dont l'exploitation judicieuse peut permettre le développement de la filière des énergies renouvelables. La production d'énergie électrique décentralisée (fermes solaires par exemple) nécessite une évaluation des ressources locales et un dimensionnement optimal de l'ensemble des constituants (sources, dispositifs de stockage, convertisseurs, etc.) et de l'architecture du mini ou micro réseau autonome.Cette thèse est organisée en 3 chapitres :Le chapitre 1 présente dans un premier temps le travail qui permit d'identifier les besoins et les ressources effectivement disponibles au Laos. Pour cela, un séjour de plusieurs semaines dans des zones rurales reculées du Nord-Ouest du Laos a été effectué. Cela a permis d'obtenir un profil de consommation standard, d'identifier les ressources et de relever les données des réseaux rudimentaires existants (puissance et configuration). Une importante recherche bibliographique sur les outils logiciels existants a ensuite été réalisée. Cela a permis de dimensionner et de simuler ces systèmes autonomes. Le chapitre 2 présente les limitations de ces outils de conception (absence de flexibilité dans les modèles utilisés et algorithmes d'optimisation trop contraints) et le développement dans l'environnement de Matlab-Simulink d'une bibliothèque de modèles des constituants du système d'énergie autonome. Les modèles sont réalisés pour faciliter un dimensionnement optimal du système selon des critères de coût, de disponibilité et de fiabilité. Un important travail d'étude bibliographique sur les architectures de réseaux a été réalisé et combiné à une synthèse des ressources et des besoins des milieux ruraux au Laos. Le chapitre 3 présente deux exemples de dimensionnement de systèmes de production d'électricité pour des sites isolés au Laos à partir d'énergie renouvelables. Le cahier des charges correspond à un village isolé de 50 maisons pour 130 habitants. Le critère économique est fondamental dans cette étude où l'optimisation cherche à réduire les coûts des constituants tout en satisfaisant les besoins en puissances des villageois. Différentes optimisations continue et hybrides (continu et entier) sont conduites en tenant compte de contraintes sur les sources. Des indicateurs de performance sont ainsi utilisés: "Loss of Power Supply Probability, Forced Outage Rates, Annualized Cost of System, Levelized Cost of Energy, etc."
Since 2004, a collaboration between Université Paris Sud of France and the Department of Electrical Engineering Faculty of Engineering, National University of Laos (NUOL) has been carried out on the control of power electronics for the management of renewable energies source in Laos. Therefore in 2009, the French Government has funded a PhD thesis on the development of a designing tool for the early-sizing of renewable electricity production for isolated villages in Laos. This thesis report is organized in three chapters:Chapter I presents a short review of the status and development plans for the electrification of Laos. Then, based on a two-month field study in Northern Laos, analyses of energy consumptions of households in isolated villages and available renewable sources, using small scale hydro power plants and solar systems among others, are presented. Afterward, micro-grid configurations and technologies adapted to Laos are discussed. Obtained results are used in the next chapters as specifications for the designing tool.Chapter II focuses on software tools for system design and system modeling. First, a short review of the existing early-sizing tools for renewable energy sources for isolated villages is presented. But an analysis of evaluated software's such as LEAP, HOMER, HOGA, etc. shows that they are not opened enough to facilitate the development of a flexible and scalable designing too. Thus, Matlab/Simulink software is chosen as an open and highly adaptable architecture research tool. Then, specific models for renewable sources, storage devices, grid configuration are developed in order to facilitate the optimization procedures of an off-grid system design. After that, a short review of the existing optimization algorithms, available in Matlab, is carried out. Then, a paralleled mono-objective Genetic Algorithm is configured and applied in the next chapter.Chapter III presents several designs of isolated villages in Laos, using renewable energies. The specifications focus on isolated villages of about 50 houses for 120 inhabitants. The economic aspect is a key point in order to minimize costs of designed system while satisfying daily load demands of the village. For this task, locally available natural resources such as rivers and solar radiation are considered as energy sources. Various optimizations using continuous and discrete optimization algorithms are conducted taken into account the sources constraints and a short review of the existing hybrid system performance indicators is carried out, such as: Loss of Power Supply Probability, Forced outage rates, Annualized Cost of System, Levelized Cost of Energy, etc. Finally, the results obtained in this thesis show that renewable sources can be used at a reasonable price for off-grid electrification of isolated villages in Laos. Moreover, the developed designing tool can easily be adapted to new models of renewable sources and storage devices, which is the main interest of a designing tool for the early-sizing of off-grid renewable electricity production for isolated villages in Laos

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Klaimi, Joelle. "Gestion multi-agents des smart grids intégrant un système de stockage : cas résidentiel." Thesis, Troyes, 2017. http://www.theses.fr/2017TROY0006/document.

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Abstract:

Cette thèse s’intéresse à la gestion décentralisée à l’aide des systèmes multi-agents de l’énergie, notamment de sources renouvelables, dans le contexte des réseaux électriques intelligents (smart grids). Nos travaux de recherche visent à minimiser la facture énergétique des consommateurs en se focalisant sur deux verrous essentiels que nous nous proposons de lever : (1) résoudre le problème de l’intermittence des énergies renouvelables; (2) minimiser les pertes d’énergie. Pour pallier le problème d’intermittence des énergies renouvelables et dans le but de maintenir un coût énergétique peu onéreux même lors des pics d’utilisation, nous avons intégré un système de stockage intelligent. Nous avons, en effet, proposé des algorithmes permettant d’utiliser les systèmes de stockage intelligents et la négociation multi-agents pour réduire la facture énergétique tout en conservant un taux de décharge minimal de la batterie et une perte énergétique minimale. La validation par simulation de nos contributions a montré que celles-ci répondent aux enjeux identifiés, notamment en réduisant le coût de l’énergie pour les consommateurs en comparaison aux travaux de l’état de l’art
This thesis focuses on the decentralized management using multi-agent systems of energy, including renewable energy sources, in the smart grid context. Our research aims to minimize consumers’ energy bills by answering two key challenges: (1) handle the problem of intermittency of renewable energy sources; (2) reduce energy losses. To overcome the problem of renewable resources intermittency and in order to minimize energy costs even during peak hours, we integrated an intelligent storage system. To this end, we propose many algorithms in order to use intelligent storage systems and multi-agent negotiation algorithm to reduce energy cost while maintaining a minimal discharge rate of the battery and minimal energy loss. The validation of our contributions has shown that our proposals respond to the identified challenges, including reducing the cost of energy for consumers, in comparison to the state of the art

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Père, Valentin. "Contributions au contrôle et au dimensionnement des micro-réseaux par apprentissage par renforcement : application aux systèmes avec production renouvelable et stockage hybride batterie-hydrogène." Electronic Thesis or Diss., Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2023. http://www.theses.fr/2023EMAC0018.

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Abstract:

Le couplage de panneaux photovoltaïques avec une batterie électrochimique permet d'atténuer le déphasage journalier entre production et demande d'électricité dans un micro-réseau. Pour le stockage d'électricité à long-terme, l'utilisation conjointe d'un électrolyseur, d'un stockage hydrogène et d'une pile à combustible offre en principe la possibilité de conserver l'électricité produite en été pour les besoins accrus de l'hiver. Le contrôle optimal en temps réel des unités de stockage des micro-réseaux est entravé par les données aléatoires et le comportement dynamique non-linéaire des unités sur des horizons temporels longs. Ce travail présente une méthodologie de dimensionnement et pilotage d'un micro-réseau comprenant une production d'électricité photovoltaïque, une batterie lithium-ion et un stockage hydrogène selon des objectifs économiques, environnementaux et techniques. Le dimensionnement des unités d'un micro-réseau établit leurs contraintes d'utilisation, tandis que les critères à optimiser pour son dimensionnement (comme le coût de l'énergie, le taux d'autoconsommation, la probabilité de pannes) dépendent de la gestion de ces unités. Cette interdépendance justifie le développement d'une méthodologie de dimensionnement couplée au contrôle à long-terme du micro-réseau. La gestion d'un micro-réseau est influencée par des grandeurs aléatoires telles que la demande et l'énergie produite à chaque instant. L'apprentissage par renforcement est une méthodologie de prise de décision séquentielle s'appuyant sur un modèle dynamique du système et pouvant adapter sa stratégie à des données aléatoires. Dans un premier temps, une méthodologie de contrôle par apprentissage par renforcement est adoptée en intégrant des non-linéarités telles que le vieillissement du système de stockage. L'apprentissage par renforcement a permis de maintenir une politique de contrôle des unités efficace au regard des critères ciblés. Cette efficacité est maintenue malgré des données différentes et un horizon temporel plus long que ceux sur lesquels le modèle a été construit. Les stratégies de contrôle développées suggèrent que l'intérêt du stockage à long-terme de l'électricité dépend des caractéristiques du micro-réseau et en particulier de l'amplitude de la demande et de la capacité de la batterie. L'étude montre qu'un compromis doit être trouvé entre la rentabilité économique du micro-réseau et la garantie de son autonomie. Une méthode d'optimisation bi-niveaux est développée afin de parvenir à un dimensionnement des équipements avec contrôle optimal. La gestion du micro-réseau par apprentissage par renforcement en constitue la boucle interne, tandis que le dimensionnement des unités est réalisé via un algorithme de recuit-simulé dans la boucle principale. Une attention particulière est accordée à la minimisation du temps de calcul, grâce au développement d'une méthode de transfert de politique de contrôle d'une itération de la boucle principale à une autre. L'utilisation de l'apprentissage par renforcement hors ligne a permis d'apprendre des stratégies de contrôle des unités sans interaction aléatoire avec la simulation du micro-réseau. L'apprentissage des stratégies s'effectue selon l'observation des décisions de contrôle prises par un modèle entraîné sur d'autres dimensionnements à des itérations antérieures. Le temps de calcul est plus de deux fois plus court et la qualité de la politique de contrôle apprise n'est pas affectée. Les résultats sont analysés au regard des objectifs considérés, de la stratégie de contrôle et des données intégrées à la simulation du micro-réseau
Combining photovoltaic panels with an electrochemical battery reduces the daily phase difference between electricity production and demand in a microgrid. For long-term electricity storage, the combined use of an electrolyzer, hydrogen storage and a fuel cell offers the possibility of conserving electricity produced in summer to meet increased winter demand. Optimal real-time control of microgrid storage units is hampered by random data and the non-linear dynamic behavior of the units over long time horizons. This work presents a methodology for sizing and controlling a microgrid comprising photovoltaic electricity production, a lithium-ion battery and hydrogen storage, based on economic, environmental and technical objectives. The sizing of the units in a microgrid establishes their constraints of use, while the criteria to be optimized for its sizing (such as the cost of energy, the rate of self-consumption, the probability of breakdowns) depend on the management of these units. This interdependence justifies the development of a sizing methodology coupled with long-term energy management algorithm. The management of a microgrid is influenced by random variables such as demand and the energy produced at any given time. Reinforcement learning is a sequential decision-making methodology based on a dynamic model of the system that can adapt its strategy to random data. As a first step, a reinforcement learning control methodology is adopted by integrating non-linearities such as the aging of the storage system. Reinforcement learning enabled the energy management system to maintain an effective unit control policy with respect to the targeted criteria. This effectiveness is maintained despite different data and a longer time horizon than those on which the model was built. The control strategies developed suggest that the advantages of long-term electricity storage depend on the characteristics of the microgrid, and in particular on the amplitude of demand and the capacity of the battery. The study shows that a compromise must be found between the economic profitability of the microgrid and the guarantee of its autonomy. A bi-level optimization method is developed to achieve optimal unit sizing and energy management. The control of the microgrid by reinforcement learning forms the inner loop, while unit sizing is carried out using a simulated-annealing algorithm in the main loop. Particular attention is paid to minimizing computing time, by developing a method for transferring control policy from one iteration of the main loop to another. Offline reinforcement learning has been used to learn unit control strategies without random interaction with the microgrid simulation. The strategies are learned by observing the control decisions made by a model trained on other sizing in previous iterations. The calculation time is reduces by over 50% and the quality of the control policy learned is not affected. The results are analyzed in regard to the objectives considered, the control strategy and the data incorporated into the microgrid simulation

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Darras, C. "Modélisation de systèmes hybrides photovoltaïque/hydrogène : applications site isolé, micro-réseau et connexion au réseau électrique dans le cadre du projet PEPITE (ANR PAN-H)." Phd thesis, Université Pascal Paoli, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00591013.

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Abstract:

Les systèmes hybrides EnR/H2 sont une solution innovante au problème du stockage des énergies renouvelables. Ces systèmes comprennent : une ou plusieurs sources renouvelables d'énergie ; un électrolyseur pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène lorsque la source renouvelable fournit un excédent d'énergie ; à l'inverse, lorsque la demande excède la capacité de la source renouvelable, une pile à combustible consomme les gaz afin de fournir le complément d'énergie nécessaire. Afin de développer ces solutions dans le futur : il est nécessaire de constituer un ensemble de références architecturales correspondant aux applications cibles pour les systèmes hybrides EnR/H2 ; et de posséder un instrument décisionnel permettant le dimensionnement optimum des sous-systèmes selon plusieurs critères (efficacité énergétique du système ou coût du kWh). Un code numérique de dimensionnement sous langage MATLAB®, baptisé ORIENTE, a donc été développé dans le cadre des travaux de recherches qui s'inscrivent dans le projet ANR PEPITE (ANR-07-PANH-012). Les différents partenaires de ce projet sont la société HELION, l'Université De Corse, le CEA, l'INPT - LAPLACE et ARMINES. Les applications concernées par ce code, sont l'électrification de sites isolés, la gestion énergétique de micro-réseaux électriques et l'écrêtage de pointes de puissance sur un réseau électrique. La première application sera traitée via un démonstrateur qui sera installé à Cadarache début 2011, sur le site du CEA, celle-ci concerne l'alimentation d'un pylône météorologique. Cette application est labellisée par les pôles de compétitivité CAPENERGIES et TENERRDIS. La 2ème application concerne l'étude d'un micro-réseau sur le site de MAFATE (îlet de la Réunion). Cette étudie est en partenariat avec l'ARER. La dernière application, nommée projet MYRTE a été traitée à travers une plateforme technologique sur le site de Vignola (près d'Ajaccio) pour des modes de contrôle-commande répondant à de l'écrêtage de pointe et à du lissage de la production photovoltaïque. Cette plateforme est financée par la région, l'Etat et l'Europe (FEDER). Cette application a fait l'objet d'une labellisation par CAPENERGIES.

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Bourry, Franck. "Gestion des incertitudes liées à la production d'énergie renouvelable dans le cadre des marchés de l'électricité." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00508345.

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Abstract:

L'intégration de production d'électricité renouvelable dans les réseaux d'électricité est rendue difficile à cause du caractère variable et aléatoire de cette production. Le travail de cette thèse se penche sur la participation des producteurs d'énergie renouvelable aux marchés d'électricité, et plus précisément sur les coûts de régulation imputés à ces producteurs pour tout écart entre la production délivrée et la production contractée sur ces marchés. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est de modéliser et d'évaluer les différentes méthodes de gestion de ces pénalisations d'écarts liées à la participation de producteurs d'énergie renouvelable dans les marchés court-terme d'électricité. Ce travail propose d'abord une classification des méthodes existantes pour la diminution de ces pénalités. Les solutions dites physiques, liées au portefeuille de production, sont distinguées par rapport aux solutions dites financières, qui sont basées sur des produits de marché tels que les options. Les solutions physiques sont abordées dans le cadre des centrales virtuelles. Un modèle générique de la pénalisation des écarts d'énergie est proposé. Le problème de prise de décision relatif à ces diverses solutions est ensuite formulé en tant que problème d'optimisation sous incertitude. Cette approche est basée sur une fonction de coût qui est exprimée à partir du modèle générique de pénalités. Enfin, l'incertitude liée à la production renouvelable est considérée à travers une méthode basée sur le risque, qui est mesuré à partir d'outils financiers. Les différentes méthodes sont illustrées avec des cas d'étude basés sur des données réelles.

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Thiébaut, Maxime. "Énergie marine renouvelable : caractérisation des ressources hydrocinétiques en Manche et étude d'impact de la turbulence sur l'efficacité de systèmes de récupération d'énergie tidale." Thesis, Littoral, 2017. http://www.theses.fr/2017DUNK0457/document.

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Abstract:

Malgré l'intérêt suscité, l'exploitation de l'énergie hydrolienne accuse toujours un sérieux retard par rapport à d'autres ressoures renouvelables. Ce développement tardif s'explique d'une part par l'absence d'une méthodologie pertinente de quantification du potentiel hydrocinétique, d'autre part, par le milieu marin, jugé hostile, au sein duquel des phénomènes turbulents,appliquent des contraintes sur la structure des hydroliennes. Offrant une vision précise de l'écoulement et de son hétérogénéité spatiale et temporelle, la courantographie radar, présentée dans la première partie de cette thèse, constitue un outil puissant d'analyse de la dynamique de la marée. Inédite dans le domaine des énergies renouvelables, elle offre une alternative probante à la modélisation numérique, souvent privilégiée bien que générant des résultats contestables compte tenu de sa conceptualisation simpliste des phénomènes réels. L'étude d'impact d'un écoulement turbulent pleinement développé sur la performance énergétique de prototypes d'hydroliennes de type Darrieus constitue la seconde partie de cette thèse. L'analyse spectrale des signaux temporels de vitesse de courant a permis de révéler les propriétés scalaires de l'écoulement. La caractérisation multi-échelle a montré que l'écoulement est animé par un processus dynamique de brisures successives des structures fluides imbriquées de taille allant de l'échelle d'injection à l'échelle de diffusion moléculaire. Enfin, le partitionnement en échelles dynamiques de la turbulence des spectres de vitesse et de puissance générée par l'hydrolienne a mis en évidence une certaine similarité entre la taille des structures tourbillonnaires qui régissent l'écoulement et les dimensions de la turbine
Despite the growing interest , the use of tidal energy still lags far behind other renewable resource. This delayed development can be explained, on the one hand, by the absence of a relevant methodology for quantifying the hydrokinetic potential and, on the other hand, by the hostile marine environment, in which turbulent phenomena apply constraints on the structure of marine current turbines. The use of High Frequency Radar, presented in the first part of this thesis, provides a powerful tool for analyzing tidal dynamics and its spatial and temporal heterogeneity. Never used in the fields of renewable marine energy, it offers a convincing alternative to numerical modeling which is often chosen although generating questionable results because of simplistic conceptualization of real phenomena. The second part of this thesis is the study of the impact of a fully developed turbulent flow on the performance of a Darrieus-type turbine prototypes. The spectral analysis of the current velocity time series revealed the scalar properties of the flow. Multiscale characterization showed that the flow is driven by a dynamic process of successive breaks of fluid structures of size ranging from the injection scale to the molecular diffusion scale. Finally, the dynamical scaling of the turbulence of the velocity and power spectra generated by the marine current turbine has revealed a certain similarity between the size of the eddies structures that govern the flow and the dimensions of the turbine

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Abbes, Dhaker. "Contribution au dimensionnement et à l'optimisation des systèmes hybrides éoliens-photovoltaïques avec batteries pour l'habitat résidentiel autonome." Thesis, Poitiers, 2012. http://www.theses.fr/2012POIT2254/document.

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Abstract:

Cette thèse est une contribution à l'étude des systèmes hybrides éoliens-photovoltaïques avec batteries sur plusieurs aspects : évaluation des sources, modélisation, simulation, optimisation du dimensionnement et enfin commande et supervision. Ainsi, dans un premier temps, une étude d'impact sur l'évaluation du potentiel en énergies renouvelables sur un site donné en prenant en compte la consommation dans un habitat résidentiel (période et méthode d'acquisition des données, techniques d'évaluation, ...) est présentée. Puis, les modèles énergétiques des différents composants du système ainsi que les aspects économiques et écologiques sont définis. L'ensemble est représenté à l'aide du logiciel Matlab/Simulink. Ensuite, une méthodologie d'optimisation du dimensionnement du système multi-sources est développée et comparée à plusieurs approches, allant d'une optimisation mono-objective à une multi-objective et évaluant le coût économique et écologique de chacune de ces solutions. Une solution « pratique » est retenue pour les composants PV, éolien et batteries du système final afin d'en évaluer la viabilité énergétique, économique et écologique. Les résultats montrent un impact environnemental faible et un coût raisonnable du point de vue économique ainsi qu'une satisfaction de la charge dans les limites tolérées par l'usager. La méthode développée de dimensionnement est comparée à un outil commercial existant. Enfin, un banc expérimental PV-éolien avec batteries est mis en oeuvre avec une nouvelle technique de supervision basée sur le contrôle des courants et l'estimation de l'état de charge des batteries
This thesis is a contribution to the study of photovoltaic-wind-battery hybrid systems for several aspects: source evaluation, modeling and simulation, design optimization and finally control and supervision. Thus, an impact study on the evaluation of renewable energy potential at a given site taking into account consumption in residential housing (period and method of data acquisition, evaluation techniques...) is presented. In addition, all the components of the system are modeled and economic and ecological aspects are defined in order to make an overall assessment of various system configurations. All models are represented using Matlab/Simulink tool. Then, a methodology for single and multi-objective design optimization of a multi-source system is developed to minimize system Life Cycle Cost (LCC), Embodied Energy (EE) and Loss of Power Supply Probability (LPSP). A "practice solution" is thus retained and evaluated. Results show a low environmental impact and a reasonable economic cost as well as a satisfaction of the load within the limits tolerated by the user. Besides, a very convincing comparison of the developed sizing method to an existing commercial tool is presented. At the end, an experimental PV-wind-battery tested is developed in laboratory to ensure a quasi-realistic emulation of hybrid system behavior for different configurations. Accordingly, a new supervision strategy based on currents control and battery state of charge estimation is successfully validated

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Jaramillo, López Fernando. "Control and Model Identification on Renewable Energy Systems." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112240.

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Abstract:

La situation compromettante de l'environnement due à la pollution, et les coûts élevés des combustibles fossiles ont engagé des nouvelles politiques et réglementations et ont fortement incité l’augmentation de l’utilisation de nouvelles sources d'énergie renouvelables. De nombreux pays dans le monde ont augmenté de façon importante le développement de ces sources d'énergie. Deux des systèmes d'énergies renouvelables les plus couramment utilisés sont les systèmes éoliens (SE) et les systèmes photovoltaïques (SP). SE convertissent l'énergie du vent en énergie électrique au moyen d'un processus électromécanique et SP convertissent directement l'énergie solaire en énergie électrique au moyen d'un processus semi-conducteur. Ces systèmes présentent de nombreux défis qui doivent être résolus afin de gagner du terrain sur les systèmes d'énergies traditionnelles. L'un de ces défis est d'augmenter l'efficacité du système avec la commande des éléments de puissance. Afin d'atteindre cet objectif, il est nécessaire de mieux comprendre le comportement dynamique de ces systèmes et de développer des nouveaux modèles mathématiques et des nouvelles techniques de commande. Ces techniques nécessitent souvent des informations du système qui ne sont pas disponibles --- ou sont trop chères si on devait les mesurer. Pour résoudre ce problème, il est nécessaire de créer des algorithmes qui puissent estimer cette information, cependant, ce n'est pas une tâche facile, car les signaux des sources d'énergie dans SE et SP (c.-à-d. la vitesse du vent, rayonnement solaire, température) entrent dans les modèles mathématiques par une relation non linéaire. Ces algorithmes doivent pouvoir estimer ces signaux --- ou les signaux qui dépendent d’eux--- avec une bonne précision. Aussi, il est nécessaire de concevoir des lois de commande qui opèrent les systèmes à leur point maximum de puissance. Dans ce travail, nous proposons des nouveaux algorithmes d'estimation et des lois de commande qui sont liés à l'augmentation de l'efficacité énergétique dans SE et SP. Des travaux antérieurs liés à l'estimation des signaux mentionnés, les considéraient comme constants. Dans cette thèse, les algorithmes d'estimation proposés considèrent l'état variable des ces signaux. Dans toutes ces nouvelles propositions, la stabilité asymptotique est prouvée en utilisant les théories de Lyapunov. Les lois de commande sont calculées en utilisant les modèles non linéaires des systèmes. En outre, certaines des ces solutions sont étendues au cas général, qui peut être utilisé sur une large classe des systèmes non linéaires. Le premier, est un estimateur de paramètres pour les systèmes non linéaires. Il permet d'estimer les paramètres non linéaires variant dans le temps. La deuxième proposition est la conception d’un schéma pour une classe de systèmes non linéaires adaptatifs qui permet de compenser les incertitudes et les perturbations qui satisfont à la "condition de correspondance"
The compromising situation of the environment due to pollution, and the high costs of the fossil fuels have originated new policies and regulations that have stimulating the interest on alternative energy sources. Many countries around the world have increased in an important way the penetration of these energy sources. Two of the most widely used renewable energy systems are the wind turbines systems (WTS) and the photovoltaic systems (PVS). WTS convert wind energy in electric energy by means of an electromechanical process and PVS convert solar energy directly in electric energy by means of a semiconductive process. These systems show many challenges that need to be solved in order to gain ground to the traditional energy systems. One of these challenges is increase the overall system efficiency by controlling the power conditioning elements. In order to achieve this, is necessary to better understand the dynamic behavior of these systems and develop new mathematical models and new control techniques. These techniques often require system information that is not possible ---or is too expensive--- measure. In order to solve this problem, is necessary to create algorithms that are able to estimate this information, however, this is not an easy task, because the signals of the energy sources in WTS and PVS (i.e., wind speed, irradiance, temperature) enter in the mathematical models in a nonlinear relation. These algorithms have to be able to estimate these signals ---or the signals that depend on them--- with good precision. Also, it is necessary to design control laws that operate the systems at their maximum power point. In this work, we propose novel estimation algorithms and control laws that are related with the increase of the energetic efficiency in WTS and PVS. Previous works related with estimation of the mentioned signals considered them as constants. In this thesis, the proposed estimation algorithms consider the time-varying condition of these signals. In all of these novel propositions, uniform asymptotic stability is proved using Lyapunov theories. The control laws are derived using the overall nonlinear models of the systems. In addition, some of these solutions are extended to the general case, which can be used on a large-class of nonlinear systems. The first one, is a novel parameter estimator for nonlinear systems. It allows to estimate time-varying nonlinear parameters. The second general proposition is a framework for a class of adaptive nonlinear systems that allows to compensate for uncertainties and perturbations that satisfy the matching condition

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Kojok, Farah. "Performance study of hybrid cooling systems for the utilization in buildings." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4381/document.

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Abstract:

La thèse est une contribution à la réduction de la consommation d'énergie primaire et à une meilleure utilisation des sources d'énergie renouvelables dans le cadre des systèmes de refroidissement utilisés dans le bâtiment. Après un état de l'art sur les systèmes de refroidissement, un modèle dynamique d'un système de rafraîchissement solaire à base de machine à absorption est développé et simulé. Ensuite, un facteur d'efficacité pour comparer la pertinence de ce système dans différentes régions du monde est défini. Dans la troisième partie, la notion des systèmes de refroidissement hybride -une méthode efficace contribuant à la réduction de la consommation d'énergie primaire- est présentée. Puis, les systèmes hybrides de refroidissement sont classés en catégories et sont comparés avec les systèmes de refroidissement individuels. Ensuite, un schéma permettant de sélectionner le meilleur système de refroidissement hybride dans des conditions données est proposé. Dans la dernière partie, une méthode de dimensionnement d’un système hybride à base d’énergies renouvelables est établie. Ainsi, le dimensionnement est réalisé en tenant compte de la région spécifique d’utilisation. Pour ce faire, un système de refroidissement hybride, conçu pour une maison standard, est modélisé puis simulé en utilisant le logiciel Trnsys. Finalement, et pour illustrer la méthode proposée, la problématique de dimensionnement est considérée pour deux régions différentes du globe; à savoir Marseille-France et Beyrouth-Liban. Le but est d’évaluer les performances de la méthode, à travers des données effectives, pour diverses conditions climatiques, prix des composants et tarif d'électricité
This thesis is a contribution towards the reduction of primary energy consumption and a better use of the renewable energy sources within the cooling system for building use. After a state of the art of the cooling machines for building use, a dynamic model for a solar absorption cooling system is developed and simulated. Then, an effectiveness factor (EF) for the comparison of solar absorption chiller suitability in different locations is defined. In the third chapter, the concept of hybrid cooling system -an efficient method contributing to the reduction of primary energy consumption- is presented. Hybrid cooling systems are categorized and reviewed, with the improvement achieved compared to standalone technologies. Then, a scheme for the selection of the best hybrid cooling system for given conditions is proposed. In the last part, an optimal sizing method that defines, in a specific region, a hybrid cooling energy system, economically feasible with maximum renewable energy share is presented. Thereby, the sizing method is performed taking into account the region where it will be used. For this purpose, a hybrid cooling system, used for a standard residential house, is designed. The system is modeled and simulated using a transient system simulation program, called Trnsys. Finally, the problem of sizing is studied for different case studies; namely Marseilles-France and Beirut-Lebanon. The aim is to assess the proposed method according to diverse climatic conditions, component prices and electricity costs

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Camez, Cédric. "Participation à l'amélioration des méthodes de dimensionnement et de gestion pour les systèmes isolés hybrides de production d'électricité, couplant générateur photovoltaïque et groupe électrogène : application dans les pays en voie de développement." Paris, ENMP, 2004. http://www.theses.fr/2004ENMP1251.

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Barnaud, Cécile. "Équité, jeux de pouvoir et légitimité : les dilemmes d'une gestion concertée des ressources renouvelables : mise à l'épreuve d'une posture d'accompagnement critique dans deux systèmes agraires des hautes terres du nord de la Thaïlande." Paris 10, 2008. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00373633.

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Abstract:

Les démarches participatives se sont récemment imposées dans le domaine de la gestion des ressources renouvelables, mais ceux qui les mettent en pratique demeurent confrontés à plusieurs dilemmes. Dans des contextes sociaux caractérisés par de fortes disparités de pouvoir, on leur reproche tantôt d'être naïvement manipulés par les acteurs les plus influents, tantôt d'être au contraire trop interventionnistes en agissant en faveur d'un groupe donné, souvent les acteurs les moins influents, sans en avoir la légitimité. Face à ce dilemme, la thèse relate la mise à l'épreuve d'une posture d'accompagnement critique reposant sur un cadre conceptuel faisant appel, entre autres, aux théories de la négociation. Cette posture intime une prise en compte des jeux de pouvoir locaux pour éviter que le processus conduit n'accroisse les disparités initiales. La thèse s'appuie sur la mise en oeuvre et l'analyse réflexive de processus de modélisation d'accompagnement (ComMod) conduits selon une telle posture dans deux systèmes agraires des hautes terres du Nord de la Thaïlande. Nous montrons qu'un processus ComMod mis en oeuvre dans une société donnée est le lieu d'expression de jeux de pouvoir inhérents à cette société, dont certains constituent des obstacles à l'émergence d'un processus de concertation équitable. Nous montrons aussi que, par ses choix méthodologiques, le concepteur d'un processus ComMod peut, dans une certaine mesure, surmonter ces obstacles. Par conséquent, loin d'être neutre, la mise en oeuvre d'un processus ComMod implique une réflexion critique continue, notamment quant à la légitimité du processus et de son concepteur aux yeux des acteurs auprès desquels il intervient
Participatory approaches are nowadays widely used in the field of renewable resources management, but designers of such approaches are facing dilemmas, especially in highly heterogeneous social contexts. On the one hand, some of them stand accused of being naively manipulated by the most powerful local stakeholders, while on the other hand, others are accused of intervening on social systems to empower some particular stakeholders without having the legitimacy to do so. Facing such dilemmas, this dissertation examines the testing of a critical companion approach based on a conceptual framework referring, among others, to negotiation theories. This approach recognizes the necessity to take into account the local stakeholders' power games to avoid the risk of increasing initial inequities. The dissertation draws on the experimentation and reflexive analysis of two companion modelling (ComMod) processes conducted with such a critical approach in two agrarian systems in the highlands of Northern Thailand. We show that local power games express themselves in ComMod processes and that some of them might be obstacles to the emergence of an equitable concerted process. We also demonstrate that, through his methodological choices, the designer of a ComMod process is able to overcome some of these obstacles to a certain extent. Consequently, the implementation of a ComMod process is far from being a neutral exercise. It requires a critical reflection on the process, in particular on the designer's legitimacy in the eyes of local stakeholders

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Barnaud, Cécile. "Equité, jeux de pouvoir et légitimité: les dilemmes d'une gestion concertée des ressources renouvelables.Mise à l'épreuve d'une posture d'accompagnement critique dans deux systèmes agraires des hautes terres du Nord de la Thaïlande." Phd thesis, Université de Nanterre - Paris X, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00373633.

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Abstract:

Les démarches participatives se sont récemment imposées dans le domaine de la gestion des ressources renouvelables, mais ceux qui les mettent en pratique demeurent confrontés à plusieurs dilemmes. Lorsque les démarches sont mises en œuvre dans des contextes sociaux caractérisés par de fortes disparités de pouvoir, on leur reproche tantôt d'être naïvement manipulés par les acteurs les plus influents, tantôt d'être au contraire trop interventionnistes en agissant en faveur d'un groupe donné, souvent les acteurs les moins influents, sans en avoir la légitimité. Face à ce dilemme et à d'autres, la thèse relate la mise à l'épreuve d'une posture d'accompagnement critique reposant sur un cadre conceptuel faisant appel, entre autres, aux théories de la négociation. Cette posture intime une prise en compte des jeux de pouvoir locaux pour éviter que le processus conduit n'accroisse les disparités initiales. La thèse s'appuie sur la mise en œuvre et l'analyse réflexive de processus de modélisation d'accompagnement (ComMod) conduits selon une telle posture dans deux systèmes agraires des hautes terres du Nord de la Thaïlande. Nous montrons qu'un processus ComMod mis en œuvre dans une société donnée est le lieu d'expression de jeux de pouvoir inhérents à cette société, dont certains constituent des obstacles à l'émergence d'un processus de concertation équitable. Nous montrons aussi que, par ses choix méthodologiques, le concepteur d'un processus ComMod peut, dans une certaine mesure, surmonter ces obstacles. Par conséquent, loin d'être neutre, la mise en œuvre d'un processus ComMod implique une réflexion critique continue, notamment quant à la légitimité du processus et de son concepteur aux yeux des acteurs auprès desquels il intervient. Ceci entraîne la nécessité d'une explicitation systématique de ses hypothèses, au début et en cours du processus, de façon à ce qu'elles puissent être remises en cause ou légitimées par ces acteurs.

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Nedjar, Achraf. "Dimensionnement et optimisation d'un système photovoltaïque thermique avec intégration dans le bâtiment pour la production de froid." Electronic Thesis or Diss., CY Cergy Paris Université, 2024. http://www.theses.fr/2024CYUN1285.

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Abstract:

Cette thèse présente une étude complète sur les performances d'un système hybride photovoltaïque / thermique (PVT) dimensionné pour la production de froid par adsorption. Le logiciel de simulation dynamique TRNSYS a été utilisé pour simuler le système tenant compte des conditions météorologiques d'Alger situé au nord de l'Algérie. L'étude prend en considération la génération effective d'énergie thermique par les capteurs, ainsi que la variation réelle des performances du refroidisseur à adsorption. L'objectif principal étant de dimensionner et d'optimiser le système solaire avec un stockage calorifique afin de garantir une production de froid stabilisée durant toute l'année.Préalablement, une revue approfondie de la littérature a été dressée, examinant les systèmes hybrides PVT, les systèmes de refroidissement à sorption solaire, ainsi que les recherches existantes qui explorent la combinaison de ces deux technologies.En second lieu, une étude numérique sur la géométrie de l'échangeur du collecteur PVT a permis de déterminer que la géométrie en nappe offre les meilleurs rendements thermique et global. De plus, la gamme de température de l'eau chaude délivrée par ces capteurs, notamment les collecteurs DualSun correspond aux températures de fonctionnement des machine de froid solaire à adsorption.Ensuite, les composants du système PVT - Adsorption ont été dimensionné et un modèle mathématique a été élaboré et validé par des travaux expérimentaux publiés. L'étude des performances du système pour une production de froid entre 4°C et 8 °C a révélé que les capteurs hybrides DualSun offrent une production annuelle optimale. En outre, le système de refroidissement par adsorption permet de répondre à 36 % du besoin le long de l'année. La différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte à refroidir permet d'équilibrer l'offre et la demande de froid. Il a aussi été relevé que le rendement thermique est fortement affecté par la température ambiante alors que le rendement électrique est plus sensible au rayonnement solaire.L'analyse des pertes du dispositif de stockage a indiqué que celles-ci dépendent d'une part, de la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur du ballon de stockage avec des valeurs plus significatives pendant la saison estivale. D'autres part, les pertes dépendent aussi du volume du ballon qui a été optimisé en vue de limiter l'échange thermique avec l'extérieur.L'analyse économique du système PVT - Adsorption proposé a révélé sa viabilité sous certaines conditions clés, principalement liées au coût de l'électricité. La rentabilité est atteinte à condition que le coût de l'électricité dépasse le seuil de 0,08 USD/kWh.L'analyse environnementale a permis de déterminer le taux de l'atténuation des émissions de gaz à effet de serre en fonction des facteurs de conversion liés à la production d'électricité. Le système contribue à l'atténuation d'environ 30 tonnes de dioxyde de carbone par an.Les performances du système PVT - Adsorption ont été également étudiées sous diffèrent climats, méditerranéen, subtropical humide et désertique aride. Les résultats ont indiqué que le système est plus productif sous un climat désertique aride et plus efficace sous un climat méditerranéen, qui présente une meilleure régularité entre l'offre et la demande en matière de refroidissement.La combinaison des technologies PVT et adsorption solaire se révèle ainsi être efficiente pour la production de froid et peut contribuer de façon significative pour atteindre les objectifs du développement durable
This thesis presents a comprehensive study of a hybrid photovoltaic/thermal (PVT) system performance dimensioned for cold production by adsorption. TRNSYS dynamic simulation software was used to simulate the system, considering meteorological conditions in Algiers, northern Algeria. The study takes into account the actual generation of thermal energy by the collectors, as well as the actual variation in performance of the adsorption chiller. The main objective is to dimension and optimize the solar system with thermal energy storage to guarantee stabilized cooling production throughout the year.Prior to this, an extensive literature review was carried out, examining PVT hybrid systems, solar sorption cooling systems, as well as existing research exploring the combination of these two technologies.Secondly, a numerical study of the PVT collector's exchanger geometry determined that the water table geometry offers the best thermal and overall efficiency. In addition, the temperature range of the hot water delivered by collectors with this geometry, notably DualSun manifolds, corresponds to the operating temperatures of adsorption solar chillers.Next, the PVT - Adsorption system components were dimensioned and a mathematical model was developed and validated by published experimental work. A study of the system's performance for cooling needs between 4°C and 8°C revealed that DualSun hybrid collectors offer optimum annual production. Furthermore, the adsorption cooling system is able to meet 36% of year-round demand. The temperature difference between the inside and outside of the cooling enclosure balances cooling supply and demand. It was also noted that thermal efficiency is strongly affected by ambient temperature, whereas electrical efficiency is more sensitive to solar radiation.Analysis of storage system losses showed that these depend, on the one hand, on the temperature difference between the inside and outside of the storage tank, with more significant values during the summer season. On the other hand, losses also depend on the volume of the storage tank, which has been optimized to limit heat exchange with the outside.Economic analysis of the proposed PVT - Adsorption system has revealed its viability under certain key conditions, mainly related to the cost of electricity. Profitability is achieved provided that the cost of electricity exceeds the threshold of 0.08 USD/kWh.The environmental analysis determined the rate of mitigation of greenhouse gas emissions as a function of the conversion factors associated with electricity generation. The system contributes to the mitigation of around 30 tons of carbon dioxide per year.The performance of the PVT - Adsorption system was studied under different climates: Mediterranean, humid subtropical and arid desert. The results showed that the system is more productive in an arid desert climate and more efficient in a Mediterranean climate, which offers better regularity between cooling supply and demand.In sum, the combination of PVT and solar adsorption technologies is therefore proving to be an efficient way of producing cold, and can make a significant contribution to achieving sustainable development goals

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Dissertations / Theses on the topic 'Systèmes renouvelables'

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