Intégration des sources d'énergie renouvelable dans un Micro-Grid avec stockage d'énergie dans les différentes échelles de temps

par Filipe Perez

Projet de thèse en Automatique

Sous la direction de Françoise Lamnabhi-Lagarrigue, Gilney Damm et de Paulo Fernando ribeiro.

Thèses en préparation à Paris Saclay en cotutelle avec l'UNIFEI- Universidade Federal de ITAJUBA , dans le cadre de École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec L2S - Laboratoire des signaux et systèmes (laboratoire) , Systèmes (equipe de recherche) et de CentraleSupélec (2015-....) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-02-2016 .


  • Résumé

    La génération distribuée par photovoltaïque (PV) a été largement appliquée, en particulier en Europe pour élargir et diversifier son mix énergétique en raison de la nature limitée des combustibles fossiles, et visant à la production d'énergie propre, avec le plus bas niveau de dégradation de l'environnement Le photovoltaïque systèmes conviennent à l'installation dans un endroit où il y a une forte incidence du rayonnement solaire. De ce fait, le Brésil a un grand potentiel énergétique pour l'installation photovoltaïque. Ce système peut être facilement adapté à l'architecture des bâtiments. L'utilisation de l'énergie solaire grâce à des cellules photovoltaïques a été caractérisée par l'installation de petites sources d'énergie distribuées à travers le réseau. Il y a de grandes incitations et subventions pour l'installation de sources d'énergie alternatives par le souci constant de la préservation de l'environnement Le grand problème de la production décentralisée au moyen de ressources renouvelables est la dépendance aux sources naturelles, qui ont de nombreuses incertitudes et variations. génération solaire est à la merci de mauvais temps, ce qui entraîne souvent des nuages ​​ou des tempêtes qui génèrent ombrage et changement de température, ayant un impact direct sur la production d'électricité. Par conséquent, il devient une nécessité l'utilisation d'éléments pour stocker l'énergie excédentaire pour réguler la puissance qui est injectée dans le réseau La banque de la batterie est un élément très important dans la production distribuée en se référant à l'écoulement de puissance, il permet à l'énergie produite par le panneau soit livré à la grille plus constante et d'une manière équilibrée, en évitant de grosses gouttes dans l'alimentation. En outre, les batteries sont soumises à diverses conditions de fonctionnement, en raison du comportement de panneaux non linéaires. L'utilisation de batteries ions de lithium ont certains avantages: capacité de stockage plus élevée que les autres, permet de charger plusieurs fois par jour; Absence d'effet mémoire; Longue durée de vie, peu d'entretien, moins toxiques que les autres modèles, la densité d'énergie plus élevée. Cependant, ce type de batterie a un coût élevé, risque élevé de surcharge de dommages, auto décharges et risque d'explosion s'il n'y a pas un contrôle adéquat de la température. Ces caractéristiques des batteries rendent nécessaire d'utiliser un système de stockage plus rapide (super-condensateur ou volant roue par exemple) pour lisser l'utilisation des banques de la batterie. De la même façon, les batteries ne sont pas en mesure de garder tellement d'énergie, et soit besoin d'être couplé à un stockage de plus longue durée, comme les piles à combustible, ou de compter sur un réseau et un marché de l'énergie pour fournir de l'énergie dans des échelles de temps plus longues. Le micro-réseau considéré est un mélange de AC et DC grilles, qui peuvent être îlotage au réseau principal d'alimentation si suffisamment d'énergie est disponible localement.

  • Titre traduit

    Renewable Energy Sources Integration into a Micro-Grid with energy storage in different time-scales


  • Résumé

    The distributed generation through photovoltaic (PV's) has been widely applied, especially in Europe to expand and diversify its energy mix due to the finite nature of fossil fuels, and aiming at the generation of clean energy, with the lowest level of environmental degradation The photovoltaic systems are suitable for installation in any location where there is a high incidence of solar radiation. Due to this fact, Brazil has a great energy potential for the PV plant. This system can be easily adapted in the buildings architecture. The use of solar energy through photovoltaic cells has been characterized by the installation of small power sources distributed throughout the network. There are great incentives and subsidies for the installation of alternative energy resources by the ongoing concern with environment preservation The great problem of distributed generation through renewable resources is the dependence on natural sources, which have many uncertainties and variations. Solar generation is at the mercy of bad weather, which often brings clouds or storms that generate shading and temperature change, impacting directly in the production of electricity. Therefore it becomes a necessity the usage of elements to store excess energy to regulate the power that is injected into the network The battery bank is a very important element in distributed generation when referring to the power flow, it allows the energy produced by the panel be delivered to the grid more constant and in a balanced way, avoiding large drops in supply power. In addition, the batteries are subjected to various operating conditions, due to the behavior of non linear panels. The use of lithium ions batteries have some advantages: Higher storage capacity than the others; Allows to be charged several times a day; Absence of memory effect; Long life cycle; Low maintenance; Less toxic than other models; Higher energy density. However, this type of battery has a high cost, high risk of damage overload, selfdischarges and risk of explosion if there is no adequate control of temperature. These characteristics of batteries make necessary to use a faster storage system (super-capacitor or flying wheel for example) to smooth the usage of battery banks. In the same way, batteries are not able to keep so much energy, and either need to be coupled to longer lasting storage like fuel cells, or to rely on a network and an energy market to provide energy in longer time scales. The considered Micro-grid is a mix of AC and DC grids, that can be islanded to the main power grid if enough energy is locally available.