Дисертації з теми "Technologies photovoltaïques"
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Mambrini, Thomas. "Caractérisation de panneaux solaires photovoltaïques en conditions réelles d’implantation et en fonction des différentes technologies." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112380/document.
Анотація:
Dans un contexte de fort déploiement du Photovoltaïque (PV), de plus en plus de recherches sont menées pour assurer une certaine fiabilité et prédictibilité de la production provenant du PV. Les investisseurs se plaignent d’un manque de visibilité dans cette filière et hésitent à investir dans le PV (surtout avec les baisses régulières des tarifs de rachats). Il est donc nécessaire pour le développement de la filière PV de faire des efforts pour étudier, comprendre les systèmes PV en fonctionnement et ainsi donner plus de visibilité pour l’amélioration des systèmes, leur monitoring, une plus grande fiabilité et pouvoir prédire plus précisément le productible PV en améliorant les modèles de prédiction du productible PV déjà existants.C’est dans ce cadre que s’inscrit cette thèse qui a pour but de caractériser les modules PV en conditions réelles d’utilisation en fonction des différentes technologies. Nous étudions, dans cette thèse, les facteurs extérieurs qui influent sur le comportement des modules de différentes filières, pour tenter de rendre le PV plus fiable et prédictible. C’est donc un axe de recherche qui vient en complément de la caractérisation en laboratoire qui a pour objectif l’amélioration des rendements des cellules.Pour y parvenir il est nécessaire, dans un premier temps, de connaitre les paramètres extérieurs qui influent sur le fonctionnement du module et savoir comment les étudier. Une partie de la thèse est par conséquent consacrée à l'étude des facteurs météorologiques et atmosphériques ayant un impact sur le comportement électrique du module ainsi que la mise en place d'instruments et méthodes pour les mesurer. On présente également les avantages et inconvénients de la caractérisation en extérieur.Après avoir exposé tous les paramètres à prendre en compte, on décrit l'installation de plusieurs plateformes de caractérisation de modules PV entièrement automatisées que l'on a monté au cours de cette thèse au LGEP ainsi qu'à l'École Polytechnique et qui ont toutes un objectif particulier.Ce manuscrit montre par la suite les différentes applications et utilités que peuvent avoir de telles plateformes en analysant les données enregistrées régulièrement (toutes les minutes en moyenne) sur des périodes allant de quelques jours à plusieurs mois. On compare, par la même occasion, les données constructeur prises en conditions standard de test et les performances mesurées dans de nombreuses conditions de modules PV. Les résultats obtenus peuvent servir à la fois pour la recherche, l'aide à la compréhension du comportement des modules, par conséquent aide à la prévision du productible d'installation PV et peuvent avoir un rôle pédagogique dans l'enseignement du PV.Enfin, une dernière partie est dédiée à la description et à la démonstration de faisabilité d'une carte qui permet d'obtenir les caractéristiques principales de n'importe quel module PV en les extrayant de la courbe I(V) mesurée. Cette carte, développée au LGEP, a d'autres utilités telles que la recherche du point de fonctionnement maximale du module (MPPT)Nowadays, photovoltaic (PV) keeps growing fast and an increasing number of studies is require in order to assure the reliability and predictability of the PV-produced electricity. The lack of visibility concerning this field is a continuous source of complaints from the investors who hesitate to commit to PV projects (especially after the decrease of buying prices in Europe). Therefore, to assure the successful increase of PV energy, it is necessary to provide studies aiming at better understanding PV systems in real operations conditions, that means in outdoor conditions.The goal of this doctoral work has been to characterize different PV module technologies in their real use conditions. The outdoor parameters that influence the behavior of different module technologies have been investigated. The goal was to obtain useful information which could make PV-produced electricity more reliable. Therefore, these studies can efficiently complete standard laboratory characterization tests made under a single condition, the purpose of which is usually to determine the efficiency of the different solar cells technologies.To achieve this goal, first it has been necessary to define the outdoor parameters that mainly influence the modules and the most suitable methods to be used for their investigation. For this reason, part of this doctoral work has been devoted to the study of weather and atmospheric factors affecting the electrical behavior of the modules, as well as setting up instruments and methods to measure them. Additionally, advantages and disadvantages of outdoors characterizations have been addressed.Then, after multiple fully automated PV platforms, mounted at the LGEP and at Ecole Polytechnique, thanks to a collaboration with the Laboratoire de Méteorologie Dynamique (LMD). The different applications and uses of these platforms have been highlighted by analyzing data recorded periodically (every minute on average) over periods ranging from days to several months. Manufacturer data, which are acquired in standard test conditions, and the performance measured in several conditions are compared. These results can be used for both research, understanding the behavior of the modules, help in predicting the energy yield of PV system and also to stress the educational role in teaching PV.Finally, the feasibility of an electric card that provides the main characteristics of any PV module by extracting the measured I(V) curve is described. Such electric card, developed at the LGEP, has other uses such as the determination of the maximum operating point
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Gazbour, Nouha. "Intégration systémique de l’éco-conception dès la phase de R&D des technologies photovoltaïques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT018/document.
Анотація:
Face aux enjeux environnementaux actuels, s’investir dans les énergies renouvelables au nom de la « transition énergétique » est l’alternative la plus adoptée par de nombreux pays. Les énergies renouvelables, en particulier l’énergie photovoltaïque, sont ainsi devenues des secteurs concurrentiels innovants en pleine expansion. Dans ce contexte, il est donc nécessaire de s'assurer que les nouvelles technologies PV, qui sont complexes et issues de plusieurs étapes de fabrication, répondent aux critères d'un produit peu impactant pour l’environnement, dénommé ici éco-conçu. L’état de l’art sur l’éco-conception montre que la prise en compte des contraintes environnementales dans les projets de R&D à échelle TRL « Technology Readiness Level » bas est encore un phénomène émergent, pour les raisons suivantes : d’une part l’évaluation de l’impact environnemental est relativement complexe pour une technologie non mature en cours de développement (TRL bas) ; ses caractéristiques et procédés de fabrication n’étant pas encore tous connus ; d’autre part les outils identifiés présentent plusieurs écueils qui limitent leur intégration dans les organismes PV de R&D.Ce travail de recherche vise donc à développer une méthodologie pour permettre l’intégration pérenne de l’éco-conception dans les organismes de R&D, pour accompagner leurs partenaires industriels dans leur effort d’innovation et de compétitivité.La méthode développée est ainsi basée sur le principe d’estimation des taux d’évolutions techniques, économiques et environnementales d’une nouvelle technologie (TRL bas) par l’intermédiaire d’une base de données de référence. La construction de cette dernière s’appuie sur l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) comme outil de pilotage pour fournir des résultats fiables, malgré le faible niveau TRL.Pour intégrer de façon pérenne cette approche au sein des organismes de R&D, la méthode développée a été implémentée dans un outil informatique « ECO PV » dédié aux systèmes PV en silicium cristallin, qui constituent plus de 90% du marché PV actuel. Basé sur le principe de démocratisation des connaissances environnementales et de la capitalisation des informations, cet outil est accessible non seulement aux experts en ACV mais aussi à l’ensemble des ingénieurs du domaine PV.Ce travail de recherche a enfin permis d’une part de générer des premiers résultats à la fois fiables, simples et quantifiés, et de développer une méthodologie d’éco-conception pour orienter les choix technologiques des projets dans les phases amont de R&D, afin de développer des systèmes PV plus respectueux de l’environnementFaced with current environmental challenges, investing in renewable energies in the name of the "energy transition" is the alternative most adopted by many countries. Renewable energies, in particular photovoltaic solar (PV) energy, have thus become innovative and competitive sectors in full expansion. In this context, it is therefore necessary to ensure that new PV technologies, which are complex and the result of several manufacturing stages, meet the criteria of a product with low environmental impact, referred here as eco-designed.The state of the art on eco-design shows that the consideration of environmental constraints in R&D projects with low TRL "Technology Readiness Level" is still an emerging phenomenon, for two main reasons. On the one hand, environmental impact assessment is relatively complex for a non-mature technology under development (TRL low) because its characteristics and manufacturing processes are not yet fully defined. On the other hand, the identified tools in the literature have several limitations that impede their appropriation in R&D organizations.This research work therefore aims to develop a methodology to enable the sustainable integration of eco-design into R&D organizations, supporting their industrial partners in innovation and competitiveness. Thus, the developed method is based on the estimation of the evolution rate of technical, economic and environmental criteria of a new technology (low TRL) through a specific database of reference. The construction of the database relies on Life Cycle Assessment (LCA), used as a management tool to provide reliable results, despite the low TRL level.To integrate this approach into R&D organizations in a sustainable way, the method developed was implemented in a software "ECO PV" dedicated to crystalline silicon PV systems, which represent more than 94% of the current PV market today. Based on the principle of democratization of environmental knowledge and capitalization of information, this tool is accessible not only to LCA experts but also to all engineers in the PV field.Finally, this research work enabled to generate reliable, simple and quantified results and to develop an eco-design methodology to guide the technological choices of projects in the upstream phases of R&D, in order to develop PV systems more environmentally friendly
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Abe, Caio Felippe. "Comparative study on the performance of photovoltaic modules and their sensitivity to external parameters based on an experimental analysis." Electronic Thesis or Diss., Corte, 2024. http://www.theses.fr/2024CORT0002.
Анотація:
Dans cette thèse, quatre technologies photovoltaïques (PV) ont été comparées expérimentalement afin de quantifier l'impact des paramètres externes sur leurs performances. Deux des technologies étudiées sont courantes sur le marché : le polycristallin (p-Si) et le monocristallin (m-Si). La troisième technologie, bifaciale, convertit également le rayonnement solaire atteignant la face arrière des modules, apportant ainsi un gain de rendement. Enfin, des modules à cellules multi-jonctions sous concentration (HCPV), permettant d’utiliser un plus large spectre solaire, sont également étudiés ; ils utilisent des lentilles pour concentrer le rayonnement et ont besoin d’un tracker biaxial pour recevoir et convertir le rayonnement direct perpendiculaire au plan des modules.Les modules PV ont été testés et leurs caractéristiques déterminées expérimentalement à l'aide d'approches de modélisation développées dans cette thèse. Tous les modules ont été assemblés sur le même tracker pour offrir les mêmes conditions de fonctionnement, et la campagne de mesures a duré 12 mois. Les enregistrements expérimentaux – mesurés à un pas de temps d'une minute – ont été vérifiés pour leur synchronicité, interpolés et agrégés. Plusieurs approches de filtrage ont été appliquées et discutées pour atteindre un équilibre adéquat entre suppression du bruit et conservation des données.Les paramètres les plus influents, par ordre de pertinence, et leur impact sur la puissance des quatre générateurs PV ont été étudiés. L'effet de la température a été évalué et les coefficients de température réels ont été déterminés. Une analyse de sensibilité de la puissance par rapport aux paramètres de fonctionnement a été réalisée sur la base de filtres et de modèles mathématiques développés pour chaque générateur PV. Une attention particulière a été accordée aux modules bifaciaux car cette technologie est très prometteuse du fait de son bon rapport coût-bénéfice ; de nouvelles méthodes pour déterminer l’irradiance efficace et le gain bifacial ont été développées. Deux méthodes ont été appliquées pour caractériser les modules PV. Il a été constaté que leurs performances réelles n’étaient pas aussi bonnes que celles indiquées sur les fiches techniques. La technologie m-Si était la moins sensible à la température, suivi des modules p-Si et bifaciaux. Les modules HCPV étaient les plus altérés par la température, la masse d’air et l’humidité. L’influence du vent est moins marquée pour les modules HCPV mais plus importante pour le p-Si et le m-Si. Les modules bifaciaux ont des performances plus élevées (gain bifacial de 6,2 %), suivi du m-Si et du p-Si. Le générateur HCPV présentait la production la plus faible, principalement en raison de l’utilisation de la seule composante directe du rayonnement et du coefficient de température élevéIn this thesis, four photovoltaic (PV) technologies were experimentally compared, aiming to quantify the impact of the external parameters on PV performance. Two of the technologies studied are quite common in the market: polycrystalline (p-Si) and monocrystalline (m-Si). The third technology, bifacial, allows the conversion of the solar radiation reaching the back face of the modules, providing a yield gain. Modules with multi-junction cells under concentration (HCPV) were also included in the analysis. They use a larger solar spectrum range and lenses to concentrate the beam radiation thanks to a 2-axis tracker constantly following the Sun. The PV modules were tested and had their ratings experimentally determined using modeling approaches developed in this thesis. All modules were assembled on the PV tracker to provide the same operating conditions, and the measurement campaign was carried out for 12 months. The experimental records, at one-minute timestep, were checked for synchronicity, interpolated, and aggregated. Several filtering approaches were discussed and applied to provide an adequate balance between noise removal and data retention. The PV arrays were then studied concerning their particularities, starting with the identification of the most influencing operating parameters, in order of relevance, and their impact on the output power. Then, the effect of the operating temperature was assessed, and the actual temperature coefficients for the DC power were determined. Finally, a sensitivity analysis targeting the DC power relative to the operating parameters was performed based on filters and mathematical models developed for each PV array. Special attention was given to the bifacial array since this technology is very promising due to its interesting cost-benefit relation; novel methods to determine the effective irradiance and the bifacial gain were also developed. Two different methods were applied to characterize the PV modules. It was found that their actual performance is not as good as reported on the datasheets. The m-Si array was the least sensitive to the operating temperature, followed by the p-Si and bifacial modules. In turn, the HCPV devices were the most impaired by the temperature, air mass, and humidity. The wind speed influence was small for the HCPV modules; the arrays most benefited by the wind were the p-Si and m-Si. The bifacial array presented the greatest final yield (with a bifacial gain of 6.2 %), followed by m-Si and p-Si. In turn, the HCPV array presented the poorest yield, mainly due to their responsiveness only to the beam irradiance and the high temperature coefficient for the DC power
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Tsang, Michael. "Cycle de vie de systèmes photovoltaïques organiques 3ème génération : élaboration d'un cadre pour étudier les avantages et les risques des technologies émergentes." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0331/document.
Анотація:
Les systèmes photovoltaïques organiques sont des technologies émergentes présentant de forts potentiels d’économie de ressources et de réduction des impacts sur l'environnement et la santé humaine par rapport aux dispositifs photovoltaïques conventionnels. La méthode de l’analyse du cycle de vie est appliquée afin d'évaluer la façon dont les différents procédés de fabrication, les caractéristiques des dispositifs, la phase d’utilisation et les scénarios de fin de vie des cellules photovoltaïques organiques influent sur ces avantages potentiels. Les impacts de cette technologie émergente sont comparés aux technologies conventionnelles à base de silicium pour établir un référentiel de performance des technologies photovoltaïques.En outre, les effets potentiels sur la santé humaine de l'utilisation de nanomatériaux dans les cellules photovoltaïques organiques ont été spécifiquement étudiés ; et la pertinence de l’analyse du cycle de vie pour évaluer cette catégorie d’impact a été examinée. Ainsi, un nouveau modèle d'évaluation de l'impact sur le cycle de vie est présenté afin de quantifier les dangers potentiels posés par les nanomatériaux. Enfin,ces impacts potentiels sont comparés aux avantages des cellules photovoltaïques organiques sur les cellules à base de siliciumOrganic photovoltaics present an emerging technology with significant potential for increasing the resource efficiencies and reducing the environmental and human health hazards of photovoltaic devices. The discipline of life-cycle assessment is applied to assess how various prospective manufacturing routes, device characteristics, uses and disposal options of organic photovoltaics influences these potential advantages. The results of this assessment are further compared to silicon based photovoltaics as a benchmark for performance. A deeper look is given to the potential human health impacts of the use of engineered nanomaterials in organic photovoltaics and the appropriateness of life-cycle assessment to evaluate this impact criteria. A newly developed life-cycle impact assessment model is presented to demonstrate whether the use of and potential hazards posed by engineered nanomaterials outweighs any of the resource efficiencies and advantages organic photovoltaics possess over silicon photovoltaics
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Avril, Sophie. "A multidisciplinary approach to the introduction of the solar photovoltaic technologies in the energy mix." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2014. http://www.theses.fr/2014ECAP0057.
Анотація:
Les problématiques énergétiques sont au sommet des préoccupations politiques dans de nombreux pays, du fait des enjeux environnementaux inhérents, du rôle moteur de l’énergie dans tous les secteurs économiques ainsi que des préoccupations relatives à l’indépendance énergétique. Cet intérêt est accru du fait de la part croissante des sources d’énergie renouvelables et intermittentes dans le mix énergétique mondial. En particulier, de par son fort potentiel et la volonté politique de soutien dont elle a bénéficié, l’énergie photovoltaïque est désormais un acteur clé dans la mutation énergétique mondiale, et son intégration dans le mix mondial doit être réalisée avec attention. Afin d’avoir une compréhension approfondie de la façon dont l’énergie solaire peut pénétrer et transformer le panorama énergétique, nous avons adopté une stratégie en trois niveaux avec une approche multidisciplinaire visant à apporter quelques réponses aux questions suivantes : i/ quel sera la position de l’énergie solaire dans le futur mix énergétique ?; ii/ du fait de son inconvénient majeur, l’intermittence, pouvons-nous fournir une architecture optimale d’une système basé sur l’énergie solaire associant des systèmes de stockage ?; iii/ quelle est l’efficacité des politiques incitatives mises en œuvre pour accélérer son déploiement ?Ainsi, dans un premier chapitre, nous analysons la position particulière de l’énergie photovoltaïque dans le mix énergétique. Après un rappel des enjeux des futurs mix énergétiques mondiaux, nous proposons une description sommaire des différentes technologies solaires et de leurs évolutions attendues en termes d’améliorations techniques et de réductions de coûts. Enfin, nous décrivons la croissance très rapide du marché photovoltaïque et de ces conséquences à la fois sur le mix électrique et sur le secteur industriel. Dans le deuxième chapitre, nous nous intéressons à la problématique de l’intégration de cette énergie intermittente dans le mix électrique, en développant une méthodologie d’évaluation multicritère ainsi qu’un outil d’optimisation multicritère sous contraintes qui permet de faire des simulations d’un système composé de panneaux photovoltaïques et de technologies de stockage. Des cas d’applications sur le cas réel du Cirque de Mafate (L’île de la Réunion, France) sont présentés pour illustrer l’intérêt de la méthode.Enfin, dans le troisième chapitre, nous questionnons l’efficacité de différentes politiques de soutien aux technologies photovoltaïques dans les pays les plus pertinents. Nous examinons plus particulièrement la corrélation entre la puissance installée, l’argent publique dépensé, ainsi que les prix de l’électricitéThe energetic issue is on the top of the political agenda in many countries, for environmental reasons, for its driving role in all the economic sectors, as well as for the energetic independency concerns. This problematic is stressed by the increasing weight of renewable intermittent power sources in the global energy mix. In particular, due to its high potential and the strong national policy support it beneficiated, solar photovoltaic energy is now a key player in the world energy mutation, and the way it is integrated into the global mix should be carefully performed. To deeply understand the way solar energy can penetrate and transform the forthcoming energy framework, we adopted a three-level strategy with an multidisciplinary approach to provide some answers to the following questions: i/ how can we situate the photovoltaic power role in future energy mixes?; ii/ due to its main drawback, intermittency, could we provide an optimal design of a system combining storage devices?; iii/ what is the efficiency of the incentive policies that are or have been implemented to accelerate its deployment?That is why, in a first chapter, the peculiar position of the solar photovoltaic energy in the energy mix is analyzed. After recalling the general issue of future global energetic mixes, we propose a brief description of the different photovoltaic technologies and their promising evolutions in terms of technical improvements and cost reductions. Then, we describe the fast growing photovoltaic market and its consequences both on the electricity mix and the industry sector.In the second chapter we investigate the issue of integrating such an intermittent energy in the electricity mix, by developing a multicriteria evaluation methodology and a multicriteria under constraint optimization tool which simulates a system composed of photovoltaic panels and storage devices. Applications on a real case in the Cirque de Mafate (L’île de la Réunion, France) are presented to illustrate the interest of our method.Finally, in chapter three, we question the efficiency of different public support policies to the photovoltaic technologies in the most relevant countries. We focus on correlating the installed power capacity with the spent public money and the electricity prices
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Nichiporuk, Oleksiy. "Simulation, fabrication et analyse de cellules photovoltaïques à contacts arrières interdigités." Lyon, INSA, 2005. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0028/these.pdf.
Анотація:
L'énergie solaire est la source d'énergie la plus prometteuse et la plus puissante parmi les énergies renouvelables. L'électricité photovoltaïque (PV) est obtenue par transformation directe de la lumière du soleil en électricité, au moyen de cellules PV. L'objectif de ce travail est de développer des cellules PV à contacts arrières interdigités. Dans le premier chapitre, nous rappelons le principe de fonctionnement et les paramètres principaux d'une cellule PV. Dans une deuxième partie, nous expliquons les spécificités des cellules PV à contacts arrières interdigités, ainsi que les avantages et les inconvénients de telles cellules. Dans le second chapitre nous étudions le fonctionnement de cellules PV à contacts arrières interdigités par la simulation numérique dans le but d'optimiser la géométrie et les profils de dopage de la cellule. Le logiciel ISE 8. 5 nous permet d'effectuer la simulation numérique en deux dimensions et d'étudier l'influence des divers paramètres sur la caractéristique courant-tension sous éclairement de la cellule. Dans un premier temps, nous présentons le principe de la simulation numérique et les modèles physiques utilisés. Dans la deuxième partie de ce chapitre, en faisant varier les paramètres d'une cellule de référence, nous analysons les résultats de la simulation. Les résultats obtenus nous permettent de tirer les conclusions concernant la structure optimale de la cellule. Le troisième chapitre concerne les techniques, les méthodes et les dispositifs de caractérisation des composant photovoltaïques : I V sous obscurité et sous éclairement, réponse spectrale, LBIC, réflectivité, thermographie infrarouge, mesures de durée de vie, etc. . . Dans le quatrième chapitre nous aborderons l'élaboration des cellules photovoltaïques à contacts interdigités. Trois procédés technologiques sont mis en œuvre dans le but de développer une technologie simple pour l'élaboration des cellules avec un bon rendement. En particulier, nous développons le procédé auto aligné, qui nous permet de réaliser des cellules photovoltaïques à contacts arrières interdigités en utilisant une seule étape de lithographie. Les cellules photovoltaïques à contacts arrières interdigités étant très sensibles à la recombinaison en surface, le chapitre cinq est consacré à la passivation de la surface du silicium. Dans ce chapitre nous examinons diverses approches pour réduire la recombinaison en surface : oxyde de silicium, nitrure de silicium déposé par UVCVD, recuit sous hydrogène, variation de la barrière de potentiel à la surface par incorporation de charges dans SiO2 ou par création d'une zone de charge d'espace d'une structure MIS, création d'une couche mince de silicium poreuxSolar energy is the most promising and powerful energy source among renewable energies. Photovoltaic electricity is obtained by direct transformation of the sunlight into electricity by means of photovoltaic cells. The objective of this work is to develop photovoltaic cells with back interdigitated contacts. In the first chapter, we recall the principle of operation and the fundamental parameters of a photovoltaic cell. In a second part, we explain specificities of the interdigitated back-contact solar cells, as well as the advantages and the disadvantages of such cells. In the second chapter we study the operation of interdigitated back-contacts solar cells by two dimensional numerical simulation in order to optimize the geometry and doping profiles of the cell. The third chapter relates to the techniques and the methods of characterization of photovoltaic devices and components. In the fourth chapter, we describe the elaboration of interdigitated back-contact cells. Three technological processes are presented in order to develop a simple technology for cells realization. In particular, we develop the auto-aligned technological process, which enables to elaborate the cells by using only one lithography step. In the last chapter we examine various approaches to reduce the surface recombination: SiO2, silicon nitride deposited by UVCVD, hydrogen annealing, etc. .
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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.
Анотація:
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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Reynaud, Jean-François. "Recherches d'optimums d'énergie pour charge/décharge d'une batterie à technologie avancée dédiée à des applications photovoltaïques." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00559630.
Анотація:
La présence d'une fonction de stockage avec des sources d'énergie intermittentes permet d'obtenir une meilleure adéquation entre la consommation et la production d'énergie. Aujourd'hui, le stockage d'énergie est le plus souvent réalisé avec des batteries conventionnelles, principalement au plomb-acide, pour des raisons de coût, de fiabilité et de disponibilité industrielle. Cependant, la durée de vie des éléments de stockage actuels, l'impact sur l'environnement et le rendement trop faible entrainent la recherche d'autres moyens de stockage ayant des durées de vie compatibles avec les applications et présentant des fonctions plus flexibles. La technologie lithium parait être aujourd'hui un bon compromis si elle est associée à une électronique de précision assurant diverses fonctions. Cette thèse porte sur l'optimisation de moyens de stockages lithium-ion utilisés dans les énergies renouvelables et le développement de l'électronique associée. La validation de ces travaux a été faite à travers des systèmes de conversion photovoltaïques. Le rendement de conversion de l'ensemble a particulièrement été étudié en tenant compte de différents profils de charge et de décharge, du vieillissement et des sécurités des batteries ainsi que des derniers développements technologiques de batterie. Pour valider les algorithmes de gestion et qualifier les chaînes de conversion, un banc de mesure spécifique a été développé.
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Reynaud, Jean-François. "Recherches d'optimums d'énergies pour charge/décharge d'une batterie à technologie avancée dédiée à des applications photovoltaïques." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1482/.
Анотація:
La présence d'une fonction de stockage avec des sources d'énergie intermittentes permet d'obtenir une meilleure adéquation entre la consommation et la production d'énergie. Aujourd'hui, le stockage d'énergie est le plus souvent réalisé avec des batteries conventionnelles, principalement au plomb-acide, pour des raisons de coût, de fiabilité et de disponibilité industrielle. Cependant, la durée de vie des éléments de stockage actuels, l'impact sur l'environnement et le rendement trop faible entrainent la recherche d'autres moyens de stockage ayant des durées de vie compatibles avec les applications et présentant des fonctions plus flexibles. La technologie lithium parait être aujourd'hui un bon compromis si elle est associée à une électronique de précision assurant diverses fonctions. Cette thèse porte sur l'optimisation de moyens de stockages lithium-ion utilisés dans les énergies renouvelables et le développement de l'électronique associée. La validation de ces travaux a été faite à travers des systèmes de conversion photovoltaïques. Le rendement de conversion de l'ensemble a particulièrement été étudié en tenant compte de différents profils de charge et de décharge, du vieillissement et des sécurités des batteries ainsi que des derniers développements technologiques de batterie. Pour valider les algorithmes de gestion et qualifier les chaînes de conversion, un banc de mesure spécifique a été développéThe need of a storage function associated with intermittent power sources provides a better balance between consumption and energy production. Today, energy storage is most of the time done with conventional batteries like lead acid technology mainly for reasons of cost, reliability and commercial availability. However, the lifetime of actual storage elements, the environmental impact and the low efficiency causes the search for alternative storage facilities with lifetimes compatible with applications and functions more flexible. Lithium-ion technology today seems to be a good compromise if it is associated with an electronic precision performing various functions. This thesis focuses on optimizing lithium-ion technology used in renewable energy and the development of an associated electronics. The validation of this work has been done through photovoltaic conversion systems. The conversion efficiency of the assembly has been studied especially taking into account different charge and discharge profiles, aging and safety of batteries and the latest technological developments in battery. To validate management algorithms and qualify conversion chains, a specific test bench has been developed
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Kerachev, Lyubomir. "Technologies de mise en oeuvre et stratégies de configuration de réseaux de micro-convertisseurs - Application au photovoltaïque." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00990636.
Анотація:
La conception d'un convertisseur est un travail pluridisciplinaire reposant sur effort un humain, un coût et une durée importants. Le développement des convertisseurs serait moins contraignant s'il existait une solution générique. C'est dans ce contexte que l'approche " Réseau de micro-convertisseurs " (RµC) a vu le jour. Un réseau de micro convertisseurs est composé d'un seul type de composant universel appelé aussi " cellule élémentaire " à partir duquel il est possible de répondre à n'importe quel cahier de charges par diverses associations. Les travaux de cette thèse portent sur le principe et les moyens de réalisation du réseau de micro-convertisseurs qui pourrait aboutir à une rupture technologique. Une partie importante de cette thèse est consacrée à l'optimisation de la cellule élémentaire des points de vue fonctionnels mais aussi et surtout assemblage et mise en œuvre. La réalisation d'un réseau de micro-convertisseurs reste l'objectif principal à développer pour démontrer le potentiel de cette approche. L'étude menée sur la réalisation d'un démonstrateur pour application photovoltaïque va nous montrer que cette nouvelle approche peut être compétitive par rapport aux structures existantes d'électronique de puissance pour les applications solaires et surtout que son industrialisation est possible.
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Du, Fayet de la Tour Arnaud. "Analyse économique de l’industrie photovoltaïque : mondialisation, dynamique des coûts, et politiques publiques." Thesis, Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2012ENMP0065/document.
Анотація:
Au cours de la dernière décennie, le marché photovoltaïque a été multiplié par 10, le prix des panneaux solaires réduit de 60%, et la Chine est devenue le premier producteur mondial. L'objectif de cette thèse est d'identifier les mécanismes à l'origine de ces fortes mutations. Grâce à des entretiens auprès d'acteurs de l'industrie photovoltaïque chinoise, et l'analyse de données de brevets, nous expliquons comment la Chine a réussi à acquérir la technologie et le savoir-faire nécessaires à ce succès. Le transfert de technologie a eu lieu grâce au déploiement du marché d'équipement de production et au recrutement de cadres formés dans les pays industrialisés. En revanche, la propriété intellectuelle n'a joué aucun rôle. L'analyse de l'évolution du coût des modules grâce au modèle de courbe d'apprentissage nous permet de prédire une réduction du coût de deux tiers d'ici à 2020. Elle donne des indications quant à la future compétitivité de l'électricité photovoltaïque. Enfin, une attention particulière est portée aux tarifs de rachat de l'électricité, qui ont largement contribué au développement du marché photovoltaïque. Nous analysons leur influence sur le marché et leur capacité à s'adapter à la volatilité du prix des modules, en analysant des séries temporelles. Nous construisons aussi un modèle théorique pour analyser l'influence du comportement stratégique des entreprises sur l'efficacité d'un tarif de rachat. Cela permet de suggérer des recommandations quant à la conception de ces instruments incitatifsIn the last decade, the photovoltaic market was multiplied by 10, module price was reduced by 60%, and China increased its share in cell and module production from almost nothing to more than half. The purpose of this thesis is to shed light on the mechanisms driving these transformations. We analyse how China managed to acquire the photovoltaic technology, relying on interviews with actors of the Chinese photovoltaic industry, and data gathered on patents related to the photovoltaic technology. We show that intellectual property rights did not play a significant role, Chinese firms getting access to the technology by buying manufacturing equipment from industrialised countries, and from labour mobility. The cost decrease is analysed with experience curves models, allowing us to forecast a further cost decrease of two thirds by 2020, provided that the market follows the high predicted expansion. It gives some insight regarding when photovoltaic technology will become competitive. An important attention is dedicated to feed-in tariffs which largely participated in driving the demand so far. Their influence on the photovoltaic market, and their ability to adapt to module price volatility to avoid too attractive profits, is analysed using weekly data. A theoretical model analysing the influence of firms' strategies on the incentive effect of feed-in tariffs allows us to give further recommendations concerning an optimal feed-in tariff scheme
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Pasquet, Nicolas. "Pour une compréhension complexe des processus de bifurcation technologique : le temps-devenir : le cas de l'énergie solaire photovoltaïque." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0946.
Анотація:
Cette recherche a pour objet d'étude et de connaissance la technique entendue comme système. Elle s'inscrit dans le fil de questionnements sur le changement, le temps, la nouveauté et la complexité des objets techniques tels qu'ils nous apparaissent quotidiennement. Ce travail se fixe pour projet de rendre plus lisible et intelligible les processus de bifurcation technologique à l'œuvre dans la remise en cause des situations de verrouillage technologique, plus particulièrement en se basant sur l'étude du cas de l'énergie solaire photovoltai͏̈que. Cette recherche intéresse les Sciences de Gestion, et à plus forte raison le Management Stratégique de l'Innovation et de la Technologie, dans la mesure où les entreprises cherchent à se doter d'outils stratégiques capables d'éclairer l'avenir afin de s'adapter le plus rapidement et le plus efficacement possible à un environnement turbulent. Le modèle auquel nous parvenons permet de réconcilier à la fois le global et le local, de dévoiler les multiples dimensions de la technique, et d'envisager la nouveauté en devenir au-delà d'une simple apparence. Plus encore, il réhabilite la notion d'évènement, perçue comme étant la rencontre entre le temps des opportunités et l'espace des possibles.
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Yêhouénou, Kohomlan Gabriel Modeste. "Transition énergétique au Bénin : quel apport du solaire photovoltaïque ?" Thesis, Strasbourg, 2020. http://www.theses.fr/2020STRAG014.
Анотація:
Le Bénin, par sa position géographique, bénéficie d’un bon ensoleillement d’une moyenne de 1900 kWh/m² sur l’ensemble de son territoire. Selon les données de la banque mondiale, seulement 41,40% de la population béninoise a accès à l’électricité en 2016, une énergie électrique distribuée de façon inégale sur le territoire. Notre étude, dans un contexte international de réduction de l’emprunte carbone dans nos usages et de promotion des énergies renouvelables, a consisté à questionner l’apport de l’énergie solaire photovoltaïque dans la facilitation de l’accès de la population à l’électricité. Cette thèse a montré les bénéfices de la territorialisation de la ressource solaire au niveau des communes et son association avec des mesures incitatives venant de l’Etat central. Elle a aussi discuté du modèle de diffusion de Rogers pour une vulgarisation efficiente de la technologie solaire photovoltaïque auprès de la population béninoiseBenin, by its geographical position, enjoys good sunshine with an average of 1900 kWh / m² throughout its territory. According to data from the World Bank, only 41.40% of the Beninese population had access to electricity in 2016, electrical energy distributed unevenly whether in rural or urban areas. Our study aimed, in an international context of reducing of the carbon footprint in our uses and promotion of renewable energies, to reflect on a Beninese model of facilitating the access of populations to electricity by exploiting the potential of solar energy. This thesis showed the benefits of the territorialization of the solar resource at the level of the municipalities and its association with incentives from the central state. She also discussed Rogers' diffusion model for more efficient popularization of photovoltaic solar technology among the Beninese population
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Du, Fayet de la Tour Arnaud. "Analyse économique de l'industrie photovoltaïque : mondialisation, dynamique des coûts, et politiques publiques." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00818317.
Анотація:
Au cours de la dernière décennie, le marché photovoltaïque a été multiplié par 10, le prix des panneaux solaires réduit de 60%, et la Chine est devenue le premier producteur mondial. L'objectif de cette thèse est d'identifier les mécanismes à l'origine de ces fortes mutations. Grâce à des entretiens auprès d'acteurs de l'industrie photovoltaïque chinoise, et l'analyse de données de brevets, nous expliquons comment la Chine a réussi à acquérir la technologie et le savoir-faire nécessaires à ce succès. Le transfert de technologie a eu lieu grâce au déploiement du marché d'équipement de production et au recrutement de cadres formés dans les pays industrialisés. En revanche, la propriété intellectuelle n'a joué aucun rôle. L'analyse de l'évolution du coût des modules grâce au modèle de courbe d'apprentissage nous permet de prédire une réduction du coût de deux tiers d'ici à 2020. Elle donne des indications quant à la future compétitivité de l'électricité photovoltaïque. Enfin, une attention particulière est portée aux tarifs de rachat de l'électricité, qui ont largement contribué au développement du marché photovoltaïque. Nous analysons leur influence sur le marché et leur capacité à s'adapter à la volatilité du prix des modules, en analysant des séries temporelles. Nous construisons aussi un modèle théorique pour analyser l'influence du comportement stratégique des entreprises sur l'efficacité d'un tarif de rachat. Cela permet de suggérer des recommandations quant à la conception de ces instruments incitatifs.
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Ben, Nasr Tarek. "Elaboration de couches minces de Zns par dépôt chimique en solution pour la conversion photovoltaïque : caractérisations structurales, électroniques et optiques." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20233.
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Jouanneau, Thomas. "Réalisation de substrats innovants à base de couches minces monocristallines d'Arséniure de Gallium reportées sur substrat saphir par la technologie Smart CutTM." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENT069.
Анотація:
L’arséniure de gallium est un semi-conducteur disposant de propriétés physiques adaptées à laréalisation de dispositifs optoélectroniques et hyperfréquences. Ces dispositifs sonttypiquement réalisés sur des substrats massifs de GaAs, chers et fragiles. Nous proposonsdans cette thèse de les remplacer par un substrat innovant ne comprenant qu’une fine couchede GaAs reportée sur un substrat saphir (GaAsOS) à l’aide de la technologie Smart CutTM.Cette technologie permet de ne prélever qu’une fine couche de GaAs sur un substrat donneuret de le reporter sur un substrat saphir. Elle se base sur l’implantation d’ions légers (H/Hetyp.) dans le substrat GaAs, reporté par la suite sur le substrat saphir par collage direct. Unefracture est induite au niveau de la zone implantée, aboutissant au transfert de la couche deGaAs superficielle sur le substrat saphir. Après des étapes de finition, le substrat GaAsOSprésente des propriétés similaires à celles d’un substrat de GaAs massifGallium arsenide is a compound semiconductor, whose properties are perfectly suited to themanufacturing of optoelectronic and RF devices. These devices are usually realized usingbulk GaAs substrates, which are fragile and expensive. The aim of this PhD is to replace themwith engineered substrates based on a thin single-crystal GaAs layer reported on a sapphire(GaAsOS) substrate by the Smart CutTM technology. This technology allows to only take therequested GaAs thickness from a donor substrate and to transfer it on a sapphire one. It isbased on light (H and/or He) ion implantation into the GaAs donor, which is assembled tosapphire using direct bonding. Fracture is induced on the implanted zone, inducing superficialGaAs layer transfer onto the sapphire substrate. After some finishing steps, the GaAsOSsubstrate properties are similar to the GaAs bulk substrate ones
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Marteau, Baptiste. "Intégration en dispositifs tandem des cellules PV à contactspassivés : vers une technologie d'interface multifonctionnelleet universelle." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2023. http://www.theses.fr/2023GRALT096.
Анотація:
Le marché des modules photovoltaïque est dominé par les technologies basées sur le silicium cristallin (c-Si). L'utilisation de contacts passivés fabriqués à basse température (SHJ) ou haute température (TOPCon) mène à des rendements records (26,8% et 26,2%) proches de la limite théorique de 29,4%. L'option privilégiée par la majorité des acteurs pour dépasser cette limite consiste à associer la technologie c-Si avec un autre matériau semi-conducteur à large bande interdite (EGap) pour permettre une conversion optimale du spectre solaire sur toute la gamme énergétique. L'efficacité maximale théorique de tels dispositifs tandem peut alors atteindre 42%. Il semble avantageux de privilégier une structure à deux terminaux pour simplifier la mise en module et réduire les coûts associés. Cependant, cela implique de fortes contraintes sur les couches d'interface situées entre les deux cellules. En effet, ces dernières doivent alors permettre l'obtention d'excellentes durées de vie des porteurs dans chaque cellule, tout en assurant des propriétés optiques (absorption et réflexion parasites minimales) et électriques (jonction de recombinaison (JR) efficace et peu résistive) optimales.Pour la cellule c-Si, cette thèse se concentre sur la technologie TOPCon qui devrait dominer le marché d'ici 2030. De plus cette approche basée sur des empilements poly-Si/SiOx permet de disposer d'une grande versatilité pour les procédés de fabrication du dispositif tandem (stabilité jusqu'à 800°C), et de bénéficier de couches fortement dopées adaptées à la formation de JR. Le choix de l'absorbeur à large EGap s'est porté sur la technologie pérovskite (Pk) qui semble faire l'unanimité car elle combine potentiellement de faibles coûts de production et de hauts rendements. L'interface entre les deux cellules (TOPCon et Pk) du dispositif tandem est habituellement réalisée avec des couches d'oxydes transparents conducteurs comme l'ITO (Oxyde d'Indium Etain), permettant l'obtention d'excellentes propriétés électriques et optiques. L'indium est cependant un matériau critique qui pourrait limiter le développement de cette technologie à long terme. L'objectif de cette thèse consiste ainsi à explorer des approches sans indium pour l'interface des cellules tandem Pk/c-Si.Les études réalisées dans ces travaux concernent des cellules tandem Pk/c-Si en configuration nip, pour lesquelles deux approches alternatives sont étudiées pour l'ingénierie d'interface. La première n'utilise aucune couche d'interface additionnelle, et la seconde intègre une couche nc-Si (n+) pour former une diode tunnel en silicium afin d'obtenir un courant de recombinaison optimal. Ces deux approches alternatives ont mené à l'obtention de meilleures performances initiales que le procédé de référence, principalement en s'affranchissant de la problématique de court-circuits dans la cellule Pk. Les dispositifs tandem fabriqués sans couche d'interface permettent d'obtenir des facteurs de forme comparables à ceux des meilleurs dispositifs mondiaux (> 81%) ainsi que des rendements proches de 25%, démontrant le potentiel des contacts passivés TOPCon pour la formation de JR sans ITO. Ces deux technologies d'interface sans indium se sont cependant révélées limitées par l'apparition au cours du temps de résistances séries internes. Des caractérisations avancées expliquent ces dégradations par l'apparition d'une couche de SiOx entre le silicium et le SnO2 (la couche sélective d'électron - ESL- de la cellule Pk).En conclusion, les contacts passivés TOPCon sont particulièrement adaptés à la formation de jonctions de recombinaison (directes ou par le biais de diode tunnel en silicium) permettant de s'affranchir d'indium dans les couches d'interconnexion. Le silicium étant particulièrement sensible à l'oxydation, le choix de la couche de contact (ESL en configuration nip) devrait se porter sur un matériau ne comportant pas d'oxygène ou présentant une affinité pour l'oxygène plus forte que le siliciumThe photovoltaic module market is dominated by technologies based on crystalline silicon (c-Si). The use of low temperature (SHJ) or high temperature (TOPCon) passivated contacts leads to record efficiencies (26.8% and 26.2%) close to the theoretical limit of 29.4%. The option explored by the majority of institutes to overcome this limit is to combine c-Si technology with another wide bandgap (EGap) semiconductor material to enable optimum conversion of the solar spectrum over the entire energy range. The theoretical maximum efficiency of such tandem devices can then reach 42%. A two-terminal structure enables easiest module processing leading to reduced production costs. However, this places severe constraints on the interface layers between the two cells. These must provide excellent carrier lifetime in each cell, while ensuring optimal optical (minimal parasitic absorption and reflection) and electrical (efficient and highly conductive recombination junction RJ) properties.For the c-Si cell, this thesis focuses on TOPCon technology, which is expected to become market mainstream by 2030. This approach, based on poly-Si/SiOx stacks, offers great versatility for the tandem device fabrication processes (stability up to 800°C), and benefits from highly doped layers that are well suited for the formation of RJ. Among the variety of large EGap materials, perovskite (Pk) technology is the most popular solution as it benefits from both high efficiency potential and low production costs. The interface between the two cells (TOPCon and Pk) of the tandem device is usually formed by transparent conductive oxides layers such as ITO (Indium Tin Oxide), which shows excellent electrical and optical properties. However, indium is a critical material that could limit the long-term development of this technology. Therefore, the aim of this thesis is to explore indium-free approaches for the interface of Pk/c-Si tandem cells.The studies carried out in this work concern Pk/c-Si tandem cells in nip configuration, for which two alternative approaches for interface engineering are investigated. The first one uses no additional interface layer, while the second one integrates an nc-Si (n+) layer to form a silicon tunnel diode, which should provide an optimal recombination current. These two alternative approaches allowed better initial performances than the reference process, mainly by overcoming short-circuit issues in the Pk cell. Tandem devices featuring no additional interface layer show fill factors comparable to those of the world's best devices (>81%) and efficiencies close to 25%, confirming the potential of TOPCon passivated contacts to form indium-free RJ. However, these two indium-free approaches were limited by the appearance of internal series resistance over time. Advanced characterisations explain these degradations by the formation of a SiOx layer between silicon and SnO2 (the electron-selective layer - ESL- of the Pk cell).In conclusion, TOPCon passivated contacts are particularly well suited to obtain efficient recombination junctions (direct or via silicon tunnel diodes), thus eliminating the need to use indium in the interface layers. As silicon is particularly sensitive to oxidation, the choice of contacting layers (ESL in nip configuration) should be focused on a material that contains no oxygen or has a stronger affinity for oxygen than silicon
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Tani, Abdallah. "Structures des convertisseurs modulaires associés aux technologies de stockage : applications aux domaines résidentiels et véhicules électriques." Le Havre, 2013. http://www.theses.fr/2013LEHA0001.
Анотація:
Cette thèse s'inscrit dans la continuité des travaux menés sur les problématiques de la gestion d’énergie dans les systèmes multi-sources par le laboratoire GREAH. Elle est financée par la région Haute Normandie. Ce rapport présente quelques topologies des convertisseurs DC/DC utilisables à la fois pour les applications des véhicules hybrides électriques et des micro- réseaux résidentiels. Les topologies étudiées sont basées sur les convertisseurs DC/DC du type dévolteur-survolteur et dévolteur – entrelacé. Deux méthodes originales de la gestion d’énergie électrique pour les systèmes multi-sources sont proposées et leurs performances évaluées. Les méthodes de commande proposées permettent de découpler le rôle de la source principale d'énergie (batterie au lithium ou pile à combustible) à celui de la source de puissance (supercondensateurs), puis de gérer les échanges énergétiques entre les sources et la charge. Les méthodes proposées (approche fréquentielle et répartition de la puissance moyenne) consistent à décomposer le courant de la charge ou de la source polluante en deux composantes. La composante dynamique appelée composante haute fréquence est affectée aux supercondensateurs et la composante aux variations lentes ou nulle appelée composante basse fréquence est attribuée à la batterie au lithium ou à la pile à combustible. Pour une raison de coût, le banc expérimental est réalisé à l'échelle réduite. Les résultats expérimentaux obtenus ont permis d’évaluer les performances des topologies et des stratégies commande proposéesThis thesis is a continuation of the works based on the multi-source systems power management problems started by GREAH laboratory. It is funded by the “Haute Normandie Region”. This report presents some topologies of the DC/DC converters used in the hybrid electric vehicles applications, and the residential micro-grids ones. The studied topologies are based on the DC/DC converters such as the buck-boost and the interleaved-buck converters. Two original methods for electrical energy management in the multi-source systems are proposed and their performances are evaluated. The proposed methods enable to decouple the role of the energy source (lithium battery or fuel cell) compared to the power source (supercapacitors), and then manage the energetic exchange between the sources and the load. The proposed methods (frequency approach and distribution of the average power) consist to decompose the current of the load or the current from the pollution source into two components. The dynamic component called high frequency component is assigned to the supercapacitors, and the components which present slow variations or null called low frequency component is attributed to the lithium battery or fuel cell. For reasons of cost, the experimental test bench is carried out in the reduced scale. The obtained experimental results are used to evaluate the performance of topologies and control strategies proposed
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Laronde, Rémi. "Fiabilité et durabilité d'un système complexe dédié aux énergies renouvelables - Application à un système photovoltaïque." Phd thesis, Université d'Angers, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00978459.
Анотація:
Cette thèse traite l'étude de la fiabilité et de la durabilité des systèmes photovoltaïques (PV). Face à l'absence de retour d'expériences, réaliser une telle étude sous-entend, à la fois, de proposer des procédures expérimentales de qualification basées sur des essais accélérés conduits sur les composants critiques des systèmes PV, et de développer des outils de simulation de la fiabilité de l'assemblage de ces composants constituant un système considéré complexe. Ainsi dans un premier temps, nous nous sommes consacrés à l'étude de la fiabilité des modules PV. Une méthodologie originale basée sur les essais de dégradation accélérée nous a permis d'estimer la fiabilité de ces composants sous leurs deux modes prédominants de défaillance que sont la corrosion et la décoloration de l'encapsulant. L'originalité réside dans la prise en compte des variabilités des conditions environnementales et sur le couplage des essais accélérés et de dégradation. Un outil a été développé à cet effet. Dans un second temps, nous nous sommes placés à l'échelle des systèmes PV. Nous avons proposé de simuler certains paramètres caractérisant leur sûreté de fonctionnement en s'appuyant sur une représentation du système avec ces différents modes de fonctionnement et de dysfonctionnement (défaillances et dégradation) à l'aide de plusieurs Réseaux de Petri Stochastiques imbriqués sur plusieurs niveaux afin de se situer, pour chaque composant, aux échelles pour lesquelles les modes de défaillance pouvaient être saisis et formulés. Notre travail de thèse permet finalement de donner les bases méthodologiques et les outils de simulations pour qualifier et garantir la durée de vie de systèmes PV.
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Thiaux, Yaël. "Optimisation des profils de consommation pour minimiser les coûts économique et énergétique sur cycle de vie des systèmes photovoltaïques autonomes et hybrides : évaluation du potentiel de la technologie Li-ion." Cachan, Ecole normale supérieure, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00502428/fr/.
Анотація:
Dans l’optique de mieux dimensionner, sur l’ensemble de leur cycle de vie, les systèmes photovoltaïques autonomes et hybrides, les travaux menés dans le cadre de cette thèse ont concerné deux principales voies. Tout d’abord, l’action sur le profil de consommation, permettant de se rapprocher du comportement solaire idéal du consommateur, a été étudiée. A même service énergétique rendu au consommateur, des gains importants, que ce soit en termes de coûts économiques ou énergétiques sur cycle de vie ont pu être mis en avant notamment par la minimisation du recours au stockage. Parallèlement, une technologie d’accumulateurs Li-ion, innovante dans le cadre de ces systèmes, a été évaluée sur la base du coût énergétique primaire global du système sur son cycle de vie, donc incluant le vieillissement de ses composants. Les résultats ont montré qu’en raison d’une meilleure durée de vie et de plus faibles pertes énergétiques, cette technologie fait figure à moyen terme de concurrent sérieux de la technologie Plomb-Acide universellement utilisée à l’heure actuelle. Ces travaux concernant des systèmes à petites échelles préfigurent ce qu’il sera possible de faire à plus grande échelle dans les « réseaux intelligents » qui permettront d’exploiter plus massivement les ressources renouvelables comme le soleil et le vent, très largement disponiblesWith the intention of determining the optimal sizing on the life cycle of stand-alone and hybrid photovoltaic systems, two different ways have been investigated within the framework of this thesis. Firstly, the action on the load profile which allows us to get a closer perspective of the ideal solar behaviour of the consumer has been studied. With the same energetic service supplied to the consumer, important profits in terms of the life cycle economical or energetical costs have been put forward notably by the downsizing of the storage system. In parallel, a technological Li-ion accumulator, innovative to these photovoltaic systems, has been assessed by using the primary energetic costs of the photovoltaic system on life cycle including the ageing of its components. Due to better ageing characteristics and energetic efficiency, results have shown that Li-ion technology could impose itself in the near future as a serious competitor to Lead-Acid technology universally used at present in such systems. This work, which concentrates on low scale systems, prefigures the future of smart-grids allowing us to exploit more massively renewable energy resources such as solar and wind energy which is widely available
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Pehlivanian, Sophie. "Histoire de l'énergie solaire en France : science, technologies et patrimoine d'une filière d'avenir." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENH023.
Анотація:
Ce travail tente de dresser une histoire de l'énergie solaire par l'étude de ses patrimoines au sein du territoire national. Par patrimoine, on entend aussi bien les ouvrages mobiliers ou immobiliers, que le patrimoine mémoriel des écrits et des témoignages qui étayent l'histoire scientifique, sociale, économique et politique de cette source d'énergie à travers l'histoire d'un pays entier. Le soleil, qui a toujours fasciné les civilisations, constitue une ressource majeure et inépuisable en termes d'énergie. Son exploitation s'oppose, par essence, à celle des énergies fossiles. Cette thèse s'intéresse à la manière dont les technologies de l'énergie solaire ont été promues selon la situation politique du pays, analyse s'appuyant principalement sur l'état des lieux et l'étude du patrimoine qui y est attaché, lui-même étant souvent lié aux avancées scientifiques que connaît le secteur. Les recherches sur la captation des rayons solaires en vue de produire de la chaleur ou de l'électricité ont connu de très graves périodes de crise, déterminantes pour l'avenir de ce qui a parfois été qualifié de filière industrielle au cours du second vingtième siècle. Les chercheurs français ont alors largement contribué à l'avancée des techniques, à l'échelle mondiale. Au cours des années 1970, les orientations de la politique énergétique française contribuent à modifier l'intérêt d'un pays tout entier pour les technologies solaires. De nombreux nouveaux enjeux incarnent alors les applications de l'énergie solaire devenues objet de communication, et cristallisant des oppositions telles que le combat écologiste. Aujourd'hui, la France se situe largement en retrait par rapport aux autres pays. La recherche solaire française de la seconde moitié du XXe siècle, malgré son importance historique, est très peu représentée dans les rencontres internationales et reste parfaitement méconnue. Ce phénomène questionne sur les orientations que les dirigeants français successifs ont imposées à la filière solaire. L'énergie solaire incarnait-elle, en tant que « filière d'avenir », une utopie ? Était-elle relayée, depuis les débuts de son utilisation scientifique, comme solution ayant une possibilité d'application à l'échelle industrielle ? Cette thèse soulève des questionnements sur les diverses périodes d'engouement qui ont permis d'envisager l'énergie solaire comme une réelle solution énergétique, en tentant d'analyser les typologies des patrimoines qui caractérisent cette source d'énergie, tant dans le grand public que dans les milieux scientifiquesThis study attempts to give a History of solar energy, through the studying of his Heritage, in France. In this study, Heritage means both movable and immovable objects, the memorial heritage writings and testimony that support the scientific, social, political and economic source of energy through the history of an entire country. The sun, which has always fascinated civilizations, is a major and inexhaustible resource in terms of energy. This thesis focuses on how the technology of solar energy have been promoted according to the political situation of the country. The analysis is mainly based on the inventory and study of the heritage attached to scientific advances. Researches on capturing sunlight to produce heat or electricity have known very serious times of crisis, crucial to the future of what has sometimes been considered, during the second half of the twentieth century, as an industrial sector. French researchers then contributed to the advancement of technology, worldwide. In 1970, the guidelines of the French energy policy contribute to changing the interest of the whole country for solar technologies. Many new challenges for the applications of solar energy, which have become subject of communication and which also crystallize oppositions, such as the environmentalists battle. Today, France is far behind compared to many other occidental countries. The French solar research of the second half of the twentieth century, despite its historical importance, is very poorly represented in international forums and remains unrecognised. This phenomenon questions about directions that successive French leaders have imposed on the solar industry. Does solar energy, as a "sector of the future", is a utopia? Was it relayed, since the beginning of its scientific use, as a possible industrial solution? This thesis raises questions about the various periods of enthusiasm that led to consider solar energy as a real solution, in opposition to the lack of interest that this source of energy has suffered, trying to analyze the typologies of heritage which characterize this source of energy in both the public and the scientific community
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Stanley, Mishael. "Développement de Cellules Photovoltaiques à base de CIGS de haute performance sur substrats métalliques." Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEC023.
Анотація:
L’objectif de cette thèse est l’optimisation de cellules solaires à base de Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) sur substrat métallique à très haut rendement (>20%). Les métaux ont généralement une meilleure tenue mécanique que le verre qui est un matériau fragile. Cela permet par exemple de réduire fortement leur épaisseur et d’obtenir des dispositifs photovoltaïques plus légers. De plus, si leur épaisseur est suffisamment réduite, ils deviennent conformables voire flexibles. Cependant, les substrats métalliques ont leurs propres inconvénients. Ils peuvent contenir des impuretés (ex : Fe) qui dégradent les propriétés électroniques du matériau absorbeur. De plus, leur coefficient de dilatation thermique n’est pas toujours adapté aux procédés d’élaboration à haute température du CIGS. Enfin les cellules CIGS déposées sur substrat verre bénéficient d’un apport de sodium, élément connu pour améliorer les propriétés du CIGS, et apporté par la diffusion de cet élément depuis le verre via le molybdène. L’objectif principal de cette thèse consiste à réaliser des cellules solaire à base de CIGS par la technique de coévaporation sur substrats métalliques ayant des performances les plus proches possibles des cellules sur substrats en verre sodocalcique (>20%). Les problématiques auxquelles cette thèse doit répondre sont le choix du substrat métallique, le blocage de la diffusion des impuretés contenues dans les substrats métalliques, l’assurance d’une adhésion forte au substrat, la réduction des contraintes résiduelles (permettant de garantir l’adhésion) et surtout l’optimisation de la couche de Mo adéquate permettant l’apport nécessaire d’élément alcalin (Na/K,…) pour un CIGS de haute performance et l’adaptation de l’absorbeur à ce type de substrat. En effet la qualité du CIGS sera fortement dépendante de la température de dépôt, de l’apport d’élément alcalin provenant du substrat et des gradients de composition In/Ga du contact arrière vers la surface du CIGS. Il est connu qu’il est nécessaire d’avoir un gradient de gallium dans la couche de CIGS afin d’obtenir des cellules à haut. Le dépôt de couches de CIGS par co-évaporation se fera par la méthode du « three-stage process ». Celle-ci consiste à déposer la couche en trois étapes bien définies. Il est important de bien maîtriser ce procédé afin de pouvoir obtenir un absorbeur de qualité pour les cellules solairesThe objective of this thesis is the optimization of solar cells based on Cu (In, Ga) Se 2 (CIGS) on high performance metal substrate (> 20%). Metals generally have better mechanical strength than glass which is a brittle material. This allows for example to significantly reduce their thickness and get lighter photovoltaic devices. Moreover, if their thickness is sufficiently reduced, they become conformable or flexible. However, the metal substrates have their own drawbacks. They may contain impurities (eg Fe) that degrade the electronic properties of the absorber material. Furthermore, their thermal expansion coefficient is not always suitable for methods of making high temperature CIGS. Finally CIGS cells on glass substrate have a sodium intake, known element for improving the properties of the CIGS, and brought by the spread of this element from the glass through the molybdenum. The main objective of this thesis is to make solar cells based on CIGS by co-evaporation technique on metal substrates having the closest possible performance of the cells on substrates of soda lime glass (> 20%). The problems that this thesis must meet are the choice of the metal substrate, blocking the diffusion of impurities in the metallic substrates, ensuring strong adhesion to the substrate, reducing residual stresses (to ensure adherence ) and especially the optimization of the Mo adequate layer allowing necessary intake of alkali metal element (Na / K, ...) for a high performance and adaptation CIGS absorber to this type of substrate. Indeed the quality of CIGS will be highly dependent on the deposition temperature of the intake of alkaline element from the substrate and composition gradients In / Ga the back contact to the surface of CIGS. It is known that it is necessary to have a gradient gallium in the CIGS layer in order to obtain cells high. The deposition of CIGS layers by co-evaporation method will be by the "three-stage process." This involves depositing the layer of three well-defined stages. It is important to control this process in order to get a quality absorber for solar cells
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Thiaux, Yaël. "Optimisation des profils de consommation pour minimiser les coûts économique et énergétique sur cycle de vie des systèmes photovoltaïques autonomes et hybrides - Evaluation de la technologie Li-ion." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00502428.
Анотація:
Dans l'optique de mieux dimensionner, sur l'ensemble de leur cycle de vie, les systèmes photovoltaïques autonomes et hybrides, les travaux menés dans le cadre de cette thèse ont concerné deux principales voies. Tout d'abord, l'action sur le profil de consommation, permettant de se rapprocher du comportement solaire idéal du consommateur, a été étudiée. A même service énergétique rendu au consommateur, des gains importants, que ce soit en termes de coûts économiques ou énergétiques sur cycle de vie ont pu être mis en avant notamment par la minimisation du recours au stockage. Parallèlement, une technologie d'accumulateurs Li-ion, innovante dans le cadre de ces systèmes, a été évaluée sur la base du coût énergétique primaire global du système sur son cycle de vie, donc incluant le vieillissement de ses composants. Les résultats ont montré qu'en raison d'une meilleure durée de vie et de plus faibles pertes énergétiques, cette technologie fait figure à moyen terme de concurrent sérieux de la technologie Plomb-Acide universellement utilisée à l'heure actuelle. Ces travaux concernant des systèmes à petites échelles préfigurent ce qu'il sera possible de faire à plus grande échelle dans les « réseaux intelligents » qui permettront d'exploiter plus massivement les ressources renouvelables comme le soleil et le vent, très largement disponibles.
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Meekhun, Dariga. "Réalisation d'un système de conversion et de gestion de l'énergie d'un système photovoltaïque pour l'alimentation des réseaux de capteurs sans fil autonomes pour application aéronautique." Thesis, Toulouse, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAT0031/document.
Анотація:
Le projet SACER vise à répondre aux demandes d’Airbus qui ont besoin de disposer de données décrivant le comportement d’un avion ou d’un satellite avant commercialisation ou lancement. Pour mieux répondre à cette demande, un réseau de capteurs sans fil remplacerait les équipements de test filaires existants. Le but est d’apporter des avantages tels qu’une réduction de poids, de coût et de connectique. Pour notre part, nous n’avons travaillé que sur l’application aéronautique.Pour alimenter les capteurs autonomes sans fil embarqués, dans le cadre de cette thèse, il faut concevoir une architecture de récupération d’énergie, un système de stockage de l’énergie ainsi que un circuit de gestion de ces énergies. La principale contrainte pour le système est qu’il doit pouvoir fonctionner de -50C à 100°C, tout en délivrant une puissance de sortie de 3 watts. De plus, l’épaisseur du système doit être inférieure à 3,2 mm.Pour notre travail, nous avons cherché, dans un premier temps, la meilleure solution possible sur le choix du type de cellules solaires. Le résultat sur les tests des cellules à différentes températures et irradiations dans les conditions de notre application est présenté. Dans un second temps, nous avons testé plusieurs types de systèmes de stockage d’énergie aux températures extrêmes. Enfin, la conception de l’architecture pour la gestion de l’énergie (vue d’ensemble des panneaux photovoltaïques, d’un circuit MPPT, des super condensateurs, et d’un régulateur) est présentéeFlight tests of a commercial aircraft consist in gathering data during flight to validate aircraft design. However they are very expensive for various reasons. One of them is that most of the sensors implemented to collect data are wired. As an example, for the sole system that monitors the vibrations onboard a large (more than 100 seats) aircraft, more than 100 sensors may be deployed. Such networks are complex to implement, mainly because of the required wiring. A wireless solution is therefore of great interest; however, such a cable-less implementation implies both wireless transmission of data together with energy autonomy.The purpose of this work is therefore to describe a design of a power generation system, focusing on photovoltaic, together with the associated management strategies for an autonomous wireless sensor network deployed for large aircraft in-flight tests. This work is a part of SACER project. The main requirements are related to the thickness of the system (less than 3,2mm in order not to disturb the aerodynamic air flow) and the output power (3 W per sensor node in order to power the sensor, data processing and transmission system). In addition, the system has to properly work at extremely high and low temperature (-50 to 100°C). Our system consists of three primary components to consider: Energy Harvesting system, Energy storage device and Energy management system.In this work, we firstly present the comparison of the performance of different photovoltaic technologies at different temperatures concerning their availability and achievable power density in aircraft applications. Secondly, we will investigate the possibility of using batteries and supercapacitor. Finally the power management system, composed by a photovoltaic panel, a power conditioning (MPPT function), supercapacitors and a DC/DC regulator, is presented
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Ba, Mouhamadou Moustapha. "Système communicant pour le contrôle et la supervision prédictive de la co-production d’énergie photovoltaïque et éolienne." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://docnum.univ-lorraine.fr/ulprive/DDOC_T_2019_0226_BA.pdf.
Анотація:
La modélisation, la gestion et l’optimisation des systèmes de production d'énergies renouvelables est actuellement un challenge pour mettre en œuvre le concept de ville intelligente. L’objectif de ces travaux de thèse est d'élaborer un système de gestion intelligente et autonome pour le contrôle et la supervision prédictive de la co-production d'énergies renouvelables dans un contexte de capteurs intelligents en réseau dont une des optimisations est également une problématique d'intégration. A partir de mesures expérimentales, nous montrons qu'il est possible d'autogérer de manière optimale la production électrique réelle d'installations d'énergies renouvelables selon une approche combinée ou superposée de modèles prédictifs prédéfinis et dont les mesures expérimentales ont permis de les affiner spécifiquement pour des installations photovoltaïques et micro-éoliennes en zone urbaine et en fonction de mesures réelles de paramètres physiques (température, humidité, etc.). En particulier, ces travaux mettent en œuvre une modélisation prédictive par la fonction Weibull de la production de puissance de systèmes PV polycristallins et amorphes, et d’une micro-éolienne de 2,4 kW en zone urbaine. L’approche de modélisation adoptée est confortée par une analyse statistique des données réelles de mesures selon les tests de Dickey-Fuller (DF), Goldfeld & Quandt (GQ), Durbin Watson (DW) et la méthode d’Engle & Granger. Ils montrent la pertinence et l'originalité des modélisations développées pour la prédiction fiable des productions d'énergies à partir de mesures expérimentales dans les conditions réelles d'utilisation et obtenues depuis la plate-forme GREEN. Outre les aspects modélisations, ces travaux ont également permis de proposer une solution technologique à base de capteurs communicants pour la collecte et l’analyse des paramètres physiques permettant une supervision temps réel en terme de production et de sa prédiction d’installations photovoltaïque et micro-éolienneThe modeling, management and optimization of renewable energy production systems is currently a challenge to develop the smart city concept. The goal of this thesis is to develop an intelligent and autonomous management system for the control and predictive supervision of the co-production of renewable energies based on smart networked sensors where the optimization is one problematic integration. From experimental measurements, we prove that it is possible to optimally self-manage the electricity production of renewable energy installations according to a combined or superposed approach of predictive models where experimental measurements allowed to refine them. Particularly, we show the useful of the proposed approach for the photovoltaic and wind turbine installations in an urban zone according to real physical parameter measurements (temperature, humidity, etc.). More precisely, this work proposes one predictive model based on the Weibull function of the power production of polycristallins and amorphous PV systems, and one 2,4 kW micro-wind system in a specific urban zone. The proposed method is has been reinforced by the statistical analysis of real measured data by using the Dickey-Fuller (DF), Goldfeld & Quandt (GQ), Durbin Watson (DW) tests and the Engle & Granger’s method. This work has shown the relevance and originality of the models developed for the reliable prediction of energy production from experimental measurements under real conditions and obtained from the GREEN platform. In addition to modeling aspects, this work has also show that it possible to implement technological solutions based on communicating sensors for the collect of physical parameters under real-time supervision IHM given the real time photovoltaic and micro-wind power productions
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Vauthelin, Alexandre. "Fabrication et caractéristiques de cellules photovoltaïques multi-jonctions à base de matériaux antimoniures (III-Sb) pour applications sous fortes concentrations solaires." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS073/document.
Анотація:
Le développement des systèmes de conversion photovoltaïques ces trente dernières années a permis des améliorations considérables en terme de coût et de performances. A ce jour, les meilleurs rendements de conversion photovoltaïques sont obtenus avec des systèmes à oncentration solaire utilisant des cellules multi-jonctions (MJ) à base de matériaux semi-conducteurs III-V. Dans ce domaine, le meilleur rendement atteint à ce jour est de 46,0 % sous une concentration de 508 soleils avec une cellule à 4 jonctions issu du partenariat Soitec/Fraunhofer ISE/CEA. Cette cellule MJ est composée d’une cellule tandem accordée sur GaAs assemblée par collage moléculaire à une autre cellule tandem accordée sur InP. Bien que le rendement atteint soit élevé, les performances de la cellule sont limitées sous fortes concentrations à cause de ce collage moléculaire. Dans le domaine des fortes concentrations, le record est actuellement détenu par la société américaine Solar Junction avec un rendement de 44,0 % mesuré sur une cellule triple jonction monolithique en GaInP/GaAs/GaInNAs de 0,3 cm² pour un taux de concentration de 942 soleils (irradiance directe de 942 kW/m²). Une seconde cellule a atteint un rendement performant à une irradiance directe supérieure à 1 MW/m², il s’agit d’une cellule tandem en GaInP/GaAs de l’IES-UPM qui a atteint 32,6 % sous une concentration de 1026 soleils.Dans le contexte précédent, les travaux présentés dans ce manuscrit visent à l’évaluation d’une nouvelle filière dans le domaine du CPV à base de semi-conducteurs III-V : la filière antimoniure (III-Sb). Les cellules que nous avons étudiées dans le cadre de cette thèse sont à base de GaSb et de l’alliage AlxGa1-xAsySb1-y, fabriquées de façon monolithique par MBE (Molecular Beam Epitaxy) sur substrat GaSb. Ce type de cellules, du fait de la très bonne complémentarité des gaps des matériaux, constitue une alternative crédible et originale aux cellules existantes pour une utilisation sous flux solaire fortement concentré.Le travail à réaliser dans le cadre de cette thèse porte sur :- La caractérisation électrique et optique des alliages quaternaires utilisés.- La conception et le design des cellules.- La réalisation et la mise au point de toutes les étapes technologiques nécessaires à la conception des cellules (photolithographie UV, gravure, métallisation, …).- La caractérisation électrique et optique des cellules fabriquées (I(V), TLM, réponse spectrale, …).- La caractérisation des cellules sous flux solaire (fortement) concentré.Ce travail a été cofinancé par l’Université de Montpellier et le LabEx SOLSTICEThe development of photovoltaic conversion systems these past thirty years led to considerable improvements in terms of cost and performances. The best conversion efficiencies are currently obtained with solar concentration systems associated with multi-junction solar cells (MJSC) made of III-V materials. In this field, the record efficiency is of 46.0% under a 508-sun solar concentration with a 4-junction cell from Soitec/Fraunhofer ISE/CEA. This MJSC is composed of a tandem cell lattice-matched to GaAs wafer bonded to another tandem cell lattice-matched to InP. Although it reached high conversion efficiency, its performances are limited under solar concentration because of the wafer bonding. In the field of high solar concentrations, the record is held by Solar Junction with a monolithic triple junction GaInP/GaAs/GaInNAs cell of 0.3 cm² that reached an efficiency of 44.0% under 942 suns (direct irradiance of 942 kW/m²). Another high solar concentration efficiency record worth mentioning is held by IES-UPM with a tandem solar cell (GaInP/GaAs) that reached an efficiency of 32.6% under a concentration of 1026 suns.In this context, the work presented in this manuscript aims to evaluate the potential of a new family of III-V materials for high solar concentration applications: antimonide-based materials (III-Sb). The studied cells in this thesis are made out of GaSb and the quaternary AlxGa1-xAsySb1-y, monolithically grown by MBE (Molecular Beam Epitaxy) on a GaSb substrate. These materials, thanks to the large range of available band-gaps, represent an original and well-founded alternative to existing solar cells for high solar concentration applications.The work achieved in this thesis covers:- The electrical and optical characterization of the quaternary materials used.- The conception and designing of the cells.- The production and tuning of every technological steps in order to fabricate our solar cells (UV photolithography, etching, metal deposition,…).- The electrical and optical characterization of our fabricated solar cells (I(V), TLM, spectral response,…).- The characterization under (high) solar concentration of our cells.This work was cofounded by the University of Montpellier and the LabEx SOLSTICE
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Lecordier-Ferlay, Marianne. "Les freins sociaux à la diffusion des innovations : le cas des panneaux solaires photovoltaïques en France." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00731096.
Анотація:
Intérêt du sujet : Dans le domaine de la grande consommation, de nombreuses innovations échouent sur le marché européen. L'innovation étant une des variables clé du modèle économique des sociétés occidentales, l'identification des vecteurs de réussite ou d'échec des produits nouveaux est fondamentale pour le succès des entreprises. Parmi les trois groupes de déterminants de l'acceptation des produits nouveaux (les caractéristiques liées à la personne, au produit ou au système social), nous nous intéressons au dernier, jusque là négligé par la littérature.Objectif : Identifier les freins sociaux qui interviennent dans le processus de diffusion d'une innovation.Contribution attendue : Les apports théoriques attendus de ce travail doctoral sont triples :(1) la prise en compte de la théorie des représentations sociales pour la compréhension du comportement d'achat innovateur; (2) la détermination des éléments de la représentation sociale des panneaux solaires photovoltaïques et la mise en évidence d'une potentielle segmentation par la représentation; (3) et l'identification de freins potentiels à l'acceptation de produits nouveaux.Méthode : Deux études ont été menées : tout d'abord une étude de la représentation sociale des panneaux solaires photovoltaïques au travers de deux méthodes (n=97 et n=205) ; puis une étude des motivations à l'achat de panneaux solaires photovoltaïques par les récits de vie(n=16). Principaux résultats : Ce travail doctoral a permis de mettre en évidence trois freins à la diffusion des panneaux solaires photovoltaïques : (1) le changement social induit par l'acceptation de l'innovation; (2) la potentielle multiplicité des représentations sociales et le problème que cela engendre sur la communication interpersonnelle; (3) et le refus d'appartenance au groupe de référence perçu du produit nouveau.
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Goemaere, Loïc. "Comparaison de la production de trois technologies différentes de panneaux solaires en fonctionnement réel avec suivi du soleil et intégration de batteries lithium innovantes adaptées au stockage des énergies intermittentes." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20211/document.
Анотація:
Dans une vision de développement durable et d'indépendance énergétique visant l'intégration massive des énergies renouvelables à moyen terme dans le mix énergétique, les travaux menés au cours de cette thèse se sont axés sur deux thématiques :- d'une part, la comparaison de la production de trois technologies différentes de panneaux solaires (silicium, silicium avec concentration, CdTe) en fonctionnement réel dans une centrale photovoltaïque au sol dotée du suivi deux axes de la course du soleil ;- d'autre part et étant donné la nature intermittente de l'énergie photovoltaïque et son non-synchronisme avec la consommation, le développement et l'intégration de batteries à base de lithium comme moyen de stockage électrochimique de l'énergie photovoltaïque. L'approche est novatrice et a permis l'étude de nouveaux composés d'électrodes étudiés sous contraintes photovoltaïques réelles et utilisant différentes stratégies de restitution de l'énergie en vue du déploiement prochain des réseaux intelligents. Les simulations portent sur des accumulateurs de petites tailles classiquement utilisés dans les laboratoires de recherche mais préfigurant ce qui pourra être construit à plus grande tailleIn a vision of sustainable development and energy independence aiming at the massive integration of the medium-term renewable energies in the energy mix, the research works are centered on two themes:- On one hand, the comparison of the production of three technologies different from solar panels (silicon, silicon with concentration, CdTe) installed into a photovoltaic power plant with 2-axes sun tracking;- On the other hand and given the intermittent nature of the photovoltaic energy and its non-simultaneity with the consumption, the development and the integration of batteries with lithium as means of electrochemical storage of the photovoltaic energy. The approach is innovative and allowed the study of new compounds of electrodes studied under real photovoltaic constraints and using various strategies of return of the energy with the aim of the next deployment of the intelligent networks. The simulations concern batteries of small sizes classically used in research laboratories but prefiguring what can be built in bigger size
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Chen, Yuan Victor. "Fabrication et caractérisation des photopiles CdS/CuInSe2 entièrement obtenues par pulvérisation chimique réactive." Montpellier 2, 1987. http://www.theses.fr/1987MON20251.
Анотація:
On montre la possibilite d'utiliser la technique de pulverisation chimique reactive pour la fabrication du materiau absorbeur cuinse::(2) et de la photopile cds/cuinse::(2). Les couches de cuinse::(2) presentent des proprietes cristallines, optiques et electriques comparables a celles obtenues par evaporation thermique sous vide. Le rendement photovoltaique obtenu est de 5% sous un eclairement de 100mw
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Bucher, Léo. "Synthèse d'oligomères et de polymères enrichis en porphyrines pour la conversion de l'énergie solaire." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/10575.
Анотація:
Le projet de cette thèse consistait à élaborer de nouveaux matériaux donneurs d’électrons pour les cellules solaires organiques. Cette technologie photovoltaïque émergente en plein essor a d’ores et déjà atteint la limite d’efficacité lui permettant d’être industrialisée et commercialisée à grande échelle. Le faible coût de production des dispositifs photovoltaïques organiques les rendent compétitives vis-à-vis des technologies inorganiques déjà bien implantées. Mais leur plus gros avantage est surement leur légèreté et leurs propriétés mécaniques qui les rendent très souples. Elles devraient donc certainement avoir un rôle majeur à jouer dans le futur en complément des cellules solaires classiques, avec une utilisation pour des applications spécifiques.
Nous avons ainsi développé des polymères en utilisant des chromophores réputés pour leurs propriétés photophysiques : les porphyrines, les BODIPY et les dicétopyrrolopyrroles. Ces différentes unités absorbent intensément la lumière, ce qui les rend adéquates pour être utilisées pour la conversion de l’énergie solaire en électricité. En concevant un design original et adapté à cette application, nous avons ainsi obtenu plusieurs nouveaux polymères prometteurs. Nous avons ensuite pu étudier leurs propriétés électrochimiques et électroniques, ainsi que leurs caractéristiques photophysiques. Pour cela nous avons utilisé de nombreux outils (caméra streak, absorption transitoire femtoseconde, etc.) afin de comprendre en détails leur propriétés d’absorption et de luminescence. Ces informations nous ont permis de pouvoir ensuite comprendre leur comportement une fois intégrés dans la couche active des dispositifs photovoltaïques. En effet, le mécanisme de fonctionnement pour la création d’un courant électrique met en jeu des transferts d’électrons ultrarapides (∼50 fs) vers un accepteur d’électron. Il est alors crucial de pouvoir comprendre et contrôler les paramètres pouvant influencer l’efficacité de ces transferts et la stabilisation des charges qui en résultent, pour pouvoir finalement mener à des rendements de conversion de l’énergie lumineuse élevés.
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Compaore, Wendpuire Ousmane. "Aide à la décision pour le diagnostic des défauts pour une maintenance proactive dans un générateur photovoltaïque." Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2023. http://www.theses.fr/2023NORMR095.
Анотація:
La perte de puissance d'un générateur photovoltaïque (GPV) est sans conteste due à l'apparition d'un certain nombre d'anomalies liées à la fabrication, à la production ou à l'environnement, engendrant des défaillances dans son bon fonctionnement. A partir d'un modèle réaliste, assez proche du fonctionnement réel et capable de prendre en compte l'effet d'avalanche d'une jonction PN transmise à l'ensemble du GPV, nous avons montré à suffisance, la perte de performances d'un générateur PV et la nécessité d'avoir une méthode de diagnostic pour l'aide à la maintenance afin de ne pas subir les effets des défauts.Deux méthodes de diagnostic ont été appliquées à ce GPV, l'une portant sur la détection et la localisation des défauts capteurs, et l'autre sur la détection et la localisation des défauts systèmes. Le choix particulier de ces deux techniques de diagnostic, qui ne ciblent pas les mêmes types de défauts, réside dans la nature complexe du modèle du processus industriel soumis à l'étude. Les performances obtenues avec la méthode des relations de redondance analytique (RRA) basée sur le principe de l'espace de parité appliqué au point de fonctionnement maximal, sont très pertinentes. Par la méthode de l'intelligence artificielle (IA) basée sur le principe des réseaux de neurones artificiels (RNA), nous avons expérimenté deux méthodes de classification pour la détection et le diagnostic des défauts systèmes. Si la détectabilité est prouvée avec nos différentes configurations sans possibilité de situer l'origine et la cause dans la première partie de la classification, nous arrivons grâce à un faisceau d'indices à situer l'origine ou la cause grâce à la classification pour le diagnostic.La réalisation de deux prototypes d'acquisition temps réel est faite sur le principe de l'Internet industriel des objets (IIoT). Le premier permet uniquement l'acquisition et la sauvegarde des données sur une carte SD. Le second prototype plus évolué, permet la transmission en temps réel par Wifi à un serveur web et vise la réalisation à long terme d'une plateforme de surveillance en temps réel. Les deux prototypes produisent des données qui sont utilisées pour alimenter les deux méthodes de diagnostic. Les résultats obtenus avec des données réelles sont compatibles avec ceux obtenus en phase de simulation. Les conclusions de ce diagnostic permettront une meilleure efficacité dans les opérations de maintenance proactiveThe loss of power of a photovoltaic generator (PVG) is undoubtedly due to the appearance of a certain number of anomalies linked to manufacturing, production or the environment and causing failures in its proper functioning. From a realistic model, quite close to real operation and able to take into account the avalanche effect of a PN junction transmitted to the entire PVG, we have sufficiently shown the loss of performance of a PV generator and the need to have a diagnostic method for maintenance assistance in order not to suffer the effects of faults.Two diagnostic methods were applied to this PVG, one relating to the detection and localization of sensor faults, and the other to the detection and localization of system faults. The particular choice of these two diagnostic techniques, which do not target the same types of faults, lies in the complex nature of the model of the industrial process subjected to study. The performances obtained with the analytical redundancy relations (ARR), method based on the principle of parity space applied to the maximum operating point are very relevant. Using the artificial intelligence (AI), method based on the principle of artificial neural networks (ANN), we experimented with two classification methods for the detection and diagnosis of system faults. If detectability is proven with our different configurations without the possibility of locating the origin and the cause in the first part of the classification, we arrive thanks to a bundle of clues to locate the origin or the cause thanks to the classification for the diagnostic.The production of two real-time acquisition prototypes is based on the principle of the Industrial Internet of Things (IIoT). The first only allows the acquisition and saving of data on an SD card. The second, and more advanced prototype, allows real-time transmission via WiFi to a web server and aims to create a real-time monitoring platform in the long term. Both prototypes produce data that is used to power both diagnostic methods. The results obtained with real data are compatible with those obtained in the simulation phase. The conclusions of this diagnosis will enable greater efficiency in proactive maintenance operations
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Kilani, Mouna. "Étude de l'effet du dopage et du traitement thermique sur les propriètés optoélectroniques des couches minces d'In2S3 utilisées comme fenêtre optique dans un dispositif photovoltaïque." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20044/document.
Анотація:
Le présent travail s'articule autour de l'élaboration du matériau binaire In2S3 en couches minces en tant qu'alternative crédible au composé CdS, dans les cellules solaires à base de CuInS2. Nous avons utilisé la technique de dépôt chimique en solution (Chemical Bath Deposition ou CBD) qui est une technique non coûteuse, non toxique et facile à manipuler. Les couches fabriquées sont caractérisées de différents points de vue et à différentes échelles : caractérisations structurale par diffraction de rayons X (DRX), morphologique par Microscopie Electronique à Balayage (MEB), composition chimique par spectroscopie en dispersion d'énergie (EDS), propriétés optiques par spectrophotométrie, et électriques par la méthode du courant thermiquement stimulé (TSC) et par cartographie de courant localisé. L'objectif de ce travail est l'étude systématique des effets du dopage à l'aluminium et à l'étain, et du traitement thermique des films minces de In2S3 déposés sur verre et sur SnO2. Nous avons réalisé tout d'abord par CBD une multicouche d'In2S3 :4%Al formée par trois dépôts successifs sur des substrats verre et SnO2:F. La comparaison des caractéristiques physicochimiques est faite avec la couche non dopée en tant que caractéristiques de référence. L'étude par DRX faite pour différentes concentrations en Al, montre que ce binaire cristallise selon la structure cubique d'orientation préférentielle (400). Une meilleure cristallisation est obtenue pour une concentration en aluminium dans la solution y = [Al]/[In] = 4%. L'analyse optique montre que le gap est direct, il varie de 2,3 à 2,9 eV; la plus large bande optique est obtenue pour y = 4%. C'est une bonne valeur pour l'utilisation du composé β-In2-xAlxS3 comme fenêtre optique dans les dispositifs photovoltaïques. L'étude de l'effet du dopage à l'étain des multicouches d'In2S3, nous a permis de déduire qu'une meilleure cristallinité, une faible rugosité de la morphologie de surface et un gap optique plus proche de l'optimum théorique, sont obtenus pour des films croissants sur le substrat Pyrex avec une concentration d'étain égale à 2‰. L'analyse effectuée par MEB sur la tranche a montré que l'épaisseur moyenne des couches diminue avec l'augmentation de la concentration d'étain. La présence de l'étain, même en très petites quantités induit des changements importants dans le processus de croissance du film. L'étude TSC montre que l'augmentation de la concentration de l'étain au-delà 2 ‰ conduit à une diminution de courant thermiquement stimulé. Le recuit à différentes températures sous azote est appliqué aux couches dopées et non dopées étudiées précédemment. Le traitement thermique sous azote à 400°C provoque une augmentation nette de la taille des cristallites pour pratiquement tous les films minces dopés ou non dopés déposés sur verre ou sur SnO2. L'analyse par diffraction des rayons X a révélé une conversion de la phase cubique (400) à la phase tétragonale (109) pour l'In2S3:4%. Le changement de la forme des cristallites observé par AFM, met également en évidence l'existence d'une autre phase. Les analyses électriques par TSC montrent particulièrement le comportement électrique de type semiconducteur pour les films minces dopés à 4% Al, et recuit à 400°C, ainsi que pour les films minces dopés à l'étain après recuit à 200°C. L'analyse locale du courant de conduction dans la couche de In2S3 fait apparaître des inhomogénéités plus grandes après traitement thermique. Cependant les bons résultats macroscopiques permettent d'envisager sereinement la fabrication de cellules solaires incluant ces couchesThe present work focuses on the development of binary material In2S3 thin films as an alternative to CdS in thin film solar cells based on CuInS2. We used the technique of Chemical Bath Deposition (CBD) as it is non-expensive, non-toxic and easy to handle. Layers produced are characterized at different levels and scales: cristalline structure by X-ray diffraction (XRD), surface morphology by Scanning Electron Microscopy (SEM), chemical composition by energy dispersive spectroscopy (EDS), optical properties by spectrophotometry and electrical conduction by thermally stimulated currents (TSC) and local mapping of currents. The objective of this work is the systematic study of the effects of aluminum or tin doping, and heat treatment of In2S3 thin films deposited on glass and SnO2. We achieved first a multilayer of CBD In2S3:Al(4%) formed by three successive deposits on glass and SnO2 substrates. Comparison of physicochemical characteristics is made with the undoped layer as reference features. The XRD study done for different Al concentrations, shows that In2S3:Al crystallizes in the cubic structure with preferential orientation (400). Better crystallization is obtained for a concentration of aluminum in the solution y = [Al] / [In] = 4%. The analysis shows that the optical gap is direct, it varies from 2.3 to 2.9 eV, the largest optical band is obtained for y = 4%. It is a good value for the use of the compound β-In2-xAlxS3 as optical window in photovoltaic devices. The effect of tin doping in In2S3 multilayers induces a better crystallinity, low roughness of the surface morphology and optical gap closer to the theoretical optimum, obtained for films grown on Pyrex substrate with a tin concentration equal to 2 ‰. Analysis by SEM on the wafer cleaved-edge showed that the average thickness of the layers decreases with increasing the concentration of tin. The presence of tin, even in very small quantities induced significant changes in the growth process of the film. The TSC study shows that increasing concentration of tin beyond 2‰ leads to a reduction of thermally stimulated current.Annealing at different temperatures under nitrogen is applied to doped and undoped layers studied previously. Heat treatment under nitrogen at 400 ° C causes a net increase of crystallite size for virtually all thin films doped or undoped deposited on glass or SnO2. The analysis by XRD showed a conversion of the cubic phase (400) to the tetragonal phase (109) for In2S3:Al(4%). Change the shape of the crystallites observed by AFM, also highlights the existence of another phase. The TSC analyzes show particular electrical behavior close to semiconductor type for the thin films doped with 4% Al and annealed at 400°C, as well as thin films doped with tin after annealing at 200°C. The local analysis of the conduction current in the layer of In2S3 shows inhomogeneities larger after heat treatment. However, good macroscopic results should allow to fabricate promising solar cells incorporating these layers
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Tapachès, Émeric. "Estimation du potentiel de la technologie solaire thermodynamique à concentration en climat non désertique - Application à La Réunion." Thesis, La Réunion, 2015. http://www.theses.fr/2015LARE0011/document.
Анотація:
Le travail de recherche présenté s'inscrit pleinement dans les préoccupations énergétiques de la Réunion, en proposant d'évaluer le potentiel de la technologie solaire thermodynamique avec ou sans système à concentration en zone tropicale et les réseaux électriques non interconnectés. Le solaire thermodynamique désigne la production d'électricité à partir du rayonnement solaire via un cycle thermodynamique. En soumettant le cycle thermodynamique à une source « froide » (eau ou air ambiant) et une source « chaude » générée par des capteurs solaires l'on obtient un travail mécanique en sortie de turbine. En couplant la turbine à un alternateur de l'électricité est produite. Utilisation de capteurs à faible ou sans concentration permettent de diminuer le seuil de rentabilité des installations solaires thermodynamiques. Dans ce cas, ce type de technologie n'est plus réservé aux climats désertiques ou méditerranéens. Une étude préliminaire montre qu'elles sont exploitables en zone tropical. De plus, le couplage de l'installation à des systèmes de stockage thermique ou à des installations d'appoint utilisant de la biomasse par exemple permet de produire une énergie électrique de façon continue. Ce projet de recherche à pour but de définir les technologies adéquates, étudier finement les microclimats locaux propices à ces technologies et de réaliser un modèle numérique pour l'étude des conditions d'opération des installations solaires thermodynamiques. Ce projet permettra d'explorer une filière énergétique d'avenir et développer une expertise locale qui contribuera au rayonnement de la Réunion dans la zone océan IndienThis thesis focuses on the study of the direct solar resource received in Reunion and numerical modeling of a solar power plant consists of: 1 / a field of linear Fresnel collectors in which circulates synthetic oil; 2 / two sensible heat storage tanks; 3 / an organic Rankine cycle. The main goal is to evaluate the performance of such power plant in the island area identified as suitable.To meet this goal, several studies have been conducted: (i) a beam solar radiation map of Reunion was made from satellite images of MeteoSat 7. This map was used to assess the availability of this resource; (ii) a new global-to-diffuse irradiance decomposition model was made from based-ground measurements at Saint-Pierre. This model is based on the representation of higher probabilities of occurrence of the diffuse fraction; (iii) the geometry of the solar collector and beam solar irradiance were modeled from an existing ray-tracing code. This code has been used, firstly, to dimension the collector using an optimization method. And secondly, to develop a fast method in order to simulate absorbed flux distribution on the linear receiver elements; (iv) unsteady-state heat transfers within the solar collector was modeled with a nodal approach; (v) annual electricity production of the power plant running in the south of the island was simulated with a monitoring and control strategy relevant for the demand of the local electricity grid.The models that have been developed during this thesis are design support tools and allow the study of control strategies control of solar power plants with linear Fresnel collector
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Ibrahim, Elkhatib. "Commande intelligente tolérante aux fautes des systèmes multi-sources d'énergie." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10086/document.
Анотація:
Cette thèse présente une analyse de la stabilité pour une classe de systèmes non linéaires incertains et une méthode pour concevoir des contrôleurs flous robustes pour stabiliser les systèmes multi-sources d'énergie assujettis à des incertitudes paramétriques, des défauts de capteur, des défauts d'actionneurs, d’entrées inconnues et des perturbations. Tout d'abord, le modèle flou de Takagi-Sugeno (TS) est adopté pour la modélisation floue du système non linéaire incertain. Ensuite, nous proposons une méthode d’observateurs flous dédiés (OFD) et un Observateur Flou Proportionnel Intégral (OFPI) et une commande tolérante aux fautes pour les systèmes de type TS. Les observateurs dédiés fournissent des résidus pour la détection et la localisation des défauts de capteurs qui peuvent affecter un modèle TS et l’observateur proportionnel intégral permet d’estimer les défauts d'actionneurs qui alimentent le banc d’observateurs dédiés pour reconfigurer la loi de commande. Le concept de compensations distribuées parallèle (PDC) est utilisé pour concevoir une commande floue tolérante aux fautes et des observateurs à partir des modèles flous TS. Les systèmes flous TS sont classés en trois familles sur la base des matrices d'entrée et une synthèse de la commande est proposée pour chaque famille. Dans chaque famille, des conditions suffisantes sont établies pour la stabilisation robuste, dans le sens de Taylor et de Lyapunov, pour le système flou TS. Des conditions suffisantes sont formulées sous la forme d'inégalités matricielles linéaires (LMI) et d’égalités linéaires matricielles (LME). Des remarques importantes pour l'analyse de la stabilité et le concept sont données. L'efficacité de la méthodologie de conception de la commande proposée est finalement démontrée par un système hybride éolien-diesel (HWDS), système d'énergie éolienne (SEA) avec les machines asynchrones à double alimentation (MADA) et une installation photovoltaïque de nouvelle génération (PV)This thesis presents stability analysis for a class of uncertain nonlinear systems and a method for designing robust fuzzy controllers to stabilize the multivariable multi-sources of energy systems subject to parameter uncertainties, sensor faults, actuator faults/unknown inputs and wind disturbance. First, the Takagi–Segno (TS) fuzzy model is adopted for fuzzy modeling of the uncertain nonlinear system. Next, we propose a Fuzzy Dedicated Observers (FDOS) method and a Fuzzy Proportional-Integral Estimation Observer (FPIEO) with a Fuzzy Fault Tolerant Control (FFTC) algorithm for TS systems. FDOS provide residuals for detection and isolation of sensor faults which can affect a TS model and FPIEO estimate the actuator faults which fed to the FDOS to reconfigure the controller. The concept of the Parallel Distributed Compensation (PDC) is employed to design FFTC and observers from the TS fuzzy models. Sufficient conditions are derived for robust stabilization, in the sense of Taylor series stability and Lyapunov method, for the TS fuzzy system with parametric uncertainties, sensor faults, actuator faults/unknown inputs and wind disturbance. The sufficient conditions are formulated in the format of Linear Matrix Inequalities (LMIs) and Linear Matrix Equalities (LMEs). Important issues for the stability analysis and design are remarked. The effectiveness of the proposed controller design methodology is finally demonstrated through a Hybrid Wind-Diesel System (HWDS), Wind Energy System (WES) with Doubly Fed Induction Generators (DFIG) and Photovoltaic (PV) generation system to illustrate the effectiveness of the proposed method
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Khoury, Rasha. "Nanometer scale point contacting techniques for silicon Photovoltaic devices." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLX070/document.
Анотація:
Au cours de cette thèse, j’ai étudié la possibilité et les avantages d’utiliser des contacts nanométriques au-dessous de 1 µm. Des simulations analytiques et numériques ont montré que ces contacts nanométriques sont avantageux pour les cellules en silicium cristallin comme ils peuvent entrainer une résistance ohmique négligeable. Mon travail expérimental était focalisé sur le développement de ces contacts en utilisant des nanoparticules de polystyrène comme un masque. En utilisant la technique de floating transfert pour déposer les nanosphères, une monocouche dense de nanoparticules s’est formée. Cela nécessite une gravure par plasma de O2 afin de réduire la zone de couverture des NPs. Cette gravure était faite et étudiée en utilisant la technique de plasmas matriciels distribués à résonance cyclotronique électronique (MD-ECR). Une variété de techniques de créations de trous nanométriques était développée et testée dans des structures de couches minces et silicium cristallin. Des trous nanométriques étaient formés dans la couche de passivation, de SiO2 thermique, du silicium cristallin pour former des contacts nanométriques dopés. Un dopage local de bore était fait, à travers ces trous nanométriques par diffusion thermique et implantation ionique. En faisant la diffusion, le dopage local était observé par CP-AFM en mesurant des courbes de courant-tension à l’intérieur et à l’extérieur des zones dopées et en détectant des cellules solaires nanométriques. Par contre le processus de dopage local par implantation ionique a besoin d’être améliorer afin d’obtenir un résultat similaire à celui de diffusionThe use of point contacts has made the Passivated Emitter and Rear Cell design one of the most efficient monocrystalline-silicon photovoltaic cell designs in production. The main feature of such solar cell is that the rear surface is partially contacted by periodic openings in a dielectric film that provides surface passivation. However, a trade-off between ohmic losses and surface recombination is found. Due to the technology used to locally open the contacts in the passivation layer, the distance between neighboring contacts is on the order of hundreds of microns, introducing a significant series resistance.In this work, I explore the possibility and potential advantages of using nanoscale contact openings with a pitch between 300 nm to 10 µm. Analytic and numerical simulations done during the course of this thesis have shown that such nanoscale contacts would result in negligible ohmic losses while still keeping the surface recombination velocity Seff,rear at an acceptable level, as long as the recombination velocity at the contact (Scont) is in the range from 103-105 cm/s. To achieve such contacts in a potentially cost-reducing way, my experimental work has focused on the use of polystyrene nanospheres as a sacrificial mask.The thesis is therefore divided into three sections. The first section develops and explores processes to enable the formation of such contacts using various nanosphere dispersion, thin-film deposition, and layer etching processes. The second section describes a test device using a thin-film amorphous silicon NIP diode to explore the electrical properties of the point contacts. Finally, the third section considers the application of such point contacts on crystalline silicon by exploring localized doping through the nanoholes formed.In the first section, I have explored using polystyrene nanoparticles (NPs) as a patterning mask. The first two tested NPs deposition techniques (spray-coating, spin-coating) give poorly controlled distributions of nanospheres on the surface, but with very low values of coverage. The third tested NPs deposition technique (floating transfer technique) provided a closely-packed monolayer of NPs on the surface; this process was more repeatable but necessitated an additional O2 plasma step to reduce the coverage area of the sphere. This was performed using matrix distributed electron cyclotron resonance (MD-ECR) in order to etch the NPs by performing a detailed study.The NPs have been used in two ways; by using them as a direct deposition mask or by depositing a secondary etching mask layer on top of them.In the second section of this thesis, I have tested the nanoholes as electrical point-contacts in thin-film a-Si:H devices. For low-diffusion length technologies such as thin-film silicon, the distance between contacts must be in the order of few hundred nanometers. Using spin coated 100 nm NPs of polystyrene as a sacrificial deposition mask, I could form randomly spaced contacts with an average spacing of a few hundred nanometers. A set of NIP a-Si:H solar cells, using RF-PECVD, have been deposited on the back reflector substrates formed with metallic layers covered with dielectrics having nanoholes. Their electrical characteristics were compared to the same cells done with and without a complete dielectric layer. These structures allowed me to verify that good electrical contact through the nanoholes was possible, but no enhanced performance was observed.In the third section of this thesis, I investigate the use of such nanoholes in crystalline silicon technology by the formation of passivated contacts through the nanoholes. Boron doping by both thermal diffusion and ion implantation techniques were investigated. A thermally grown oxide layer with holes was used as the doping barrier. These samples were characterized, after removing the oxide layer, by secondary electron microscopy (SEM) and conductive probe atomic force microscopy (CP-AFM)
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Bérenger, Cédric. "Grands réseaux maillés basse énergie : protocoles minimalistes pour la synchronisation, la mesure de distance et le partitionnement." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0024.
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Les microcontrôleurs sont des ordinateurs embarqués miniatures. Leur faible consommation ainsi que leur équipement permettent d’interagir avec l’environnement et de communiquer via les ondes. Ainsi, pourquoi ne pas former un grand maillage, pour administrer une maison, un complexe industriel, ou une ville entière ? Ce passage à l’échelle est difficile, et même si des solutions existent pour gérer des réseaux maillés, les impératifs de robustesse et d’efficacité poussent à faire des compromis. Dans cette thèse, nous cherchons une méthode minimaliste permettant de construire des réseaux maillés à grande échelle, autonomes en énergie et autogérés sans coordinateur. Nous exécutons des applications distribuées en rondes synchrones, à la manière d’un automate cellulaire. La mise en en pratique nécessite de répondre à la problématique de la synchronisation : la différence de vitesse entre les nœuds crée un déphasage progressif. Or, il est nécessaire de garder localement les nœuds en phase. Nous proposons un algorithme de synchronisation minimaliste pour établir des rondes d’exécution synchrones. La nature partagée et la sensibilité du médium sans-fil aux perturbations ne permet pas une utilisation directe de l'algorithme. Ainsi, nous proposons un protocole qui fournit le cadre frugal à la synchronisation sans-fils. Nous avons ensuite voulu simplifier le déploiement en géolocalisant les nœuds. Nous proposons une technique exploitant le délai de propagation et les infimes différences de fréquences entre les horloges pour mesurer précisément des distances. Enfin, nous avons considéré l'interface centralisé vers distribué pour la diffusion de données via de multiples d’entréesMicrocontrollers are small computers that can make great things. With low power consumption, they are equipped to interact with the environment and give feedback using rf. With such abilities, we could build a mesh network, to monitor a house, an industrial facility, or a whole city. However, scalability of meshed networks is a complex topic, and numerous existing solutions for managing meshed network, submitted to robustness and performance constraints, make compromises. In this thesis, we contribute to an alternative solution following our own compromises. We propose a minimalistic method to build scalable meshed networks of energy-autonomous nodes, able to self-organize without central coordination. We run distributed applications using synchronous rounds. To put such a model in practice, we discuss the synchronization topic : two nodes never run at the same speed, so there is an increasing skew between clock values. But, we need to keep neighbors in phase with each others. We give a minimalistic algorithm to set synchronous execution rounds. The shared nature of the wireless medium and its sensitivity to disturbances make it unsuitable for our synchronization algorithm without tweaks. Thus, we present a protocol giving a necessary framework to run our synchronization algorithm on wireless nodes. Once we are able to run synchronous algorithms, we aim at simplifying the deployment of networks by adding geolocation with software only. We use tiny differences in clock speeds to measure precisely propagation delays of radio waves. Finally, we consider a way to interface centralized systems with our distributed networks allowing to broadcast data from several entry points