Conception d'un outil intelligent de pronostic temps réel des installations solaires

Design of an intelligent tool for real-time forecasting of solar installations

• Auteur / Autrice : Mmaduabuchukwu Kanu Mmaduabuchukwu Chidiebere
• Direction : Mahamadou Abdou tankari
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Inscription en doctorat le 26/01/2024
• Etablissement(s) : Paris 12
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CERTES - Centre d'Etude et de Recherche en Thermique, Environnement et Systèmes

Mots clés

Mots clés libres

Photovoltaïque

Optimisation

Conception

Prediction

Caractérisation

Intelligence artificielle

Photovoltaic

Optimization

Design

Prediction

Characterizing

Artificial intelligence

Résumé

Les installations solaires subissent les effets des conditions climatiques, différemment selon leurs localisations. Sous la neige ou les vents de sables, les performances des productions peuvent être fortement atténuées et la durée de vie des installations réduite. De même, les effets de masques peuvent affecter les rendements de panneaux photovoltaïques, limitant les productions électriques. Il est donc nécessaire de disposer d'outils d'aide à la maintenance capables d'analyser en temps réel les productions solaires afin d'enclencher un processus de remise en état de bon fonctionnement de l'installation. Une telle action corrective pourrait contribuer à une meilleure rentabilité des installations, notamment en milieux isolés, en contribuant à une meilleure planification de la maintenance. L'intelligence du système sera basée sur des algorithmes d'intelligence artificielle associés à un système de monitoring climatique et énergétique. Un modèle de simulation sera développé pour analyser les comportements des systèmes photovoltaïques, notamment en présence d'ombrages. Ce modèle s'appuiera sur les données de caractérisation des panneaux photovoltaïques issues des tests expérimentaux qui seront conduits en laboratoire. Les principales étapes des travaux de thèse : 1. Etat de l'art 2. Définition du cahier des charges et choix de l'outil de programmation 3. Etude et Modélisation systémique des installations photovoltaïques 4. Tests expérimentaux de caractérisation des systèmes photovoltaïques 5. Conception et réalisation d'un système de monitoring et de pronostic temps réel des installations solaires 6. Tests expérimentaux du système de monitoring 7. Rédaction d'articles scientifiques

Solar installations are affected by climatic conditions differently depending on their location. Under snow or sandstorms, production performance can be significantly reduced and the installations lifetime can be reduced. Likewise, masking effects can affect the yields of photovoltaic panels, limiting electrical production. It is therefore necessary to have maintenance support tools capable of analyzing solar production in real time in order to initiate a process of restoring the proper operation of the installation. Such corrective action could contribute to better profitability of installations, particularly in isolated environments, by contributing to better maintenance planning. The intelligence of the system will be based on artificial intelligence algorithms associated with a climate and energy monitoring system. A simulation model will be developed to analyze the behavior of photovoltaic systems, particularly in the presence of shading. This model will be based on photovoltaic panel characterization data from experimental tests which will be conducted in the laboratory. Main steps of the thesis work: 1. State of the art 2. Definition of specifications and choice of programming tool 3. Study and systemic modeling of photovoltaic installations 4. Experimental tests for characterizing photovoltaic systems 5. Design and creation of a real-time monitoring and prognosis system for solar installations 6. Experimental tests of the monitoring system 7. Writing of scientific articles