La Gestion multi sources décentralisée

Les Energies Renouvelables
Quelles technologies et quelles ressources disponibles
aujourd’hui et en 2020 ?
La Gestion multi sources décentralisée
Philippe DEGOBERT
Congrès Eco Technologies pour le Futur – Atelier Energies renouvelables – Lille, 11 juin 2008
Plan de l’exposé :
- Le contexte :
Le renouveau du réseau de distribution électrique
et la problématique de l’insertion de l’éolien
- Les enjeux :
Maîtriser l’Efficience Énergétique et Environnementale
- Les moyens :
Les plateformes technologiques ouvertes sont une
opportunité pour générer et pérenniser des collaborations
- Les formations adossées à la recherche
Le Master E2D2 et le Mastère Spécialisé SYSPEC
- Vers un concept
« bâtiment zéro énergie » et « énergie positive »
Congrès Eco Technologies pour le Futur – Atelier Energies renouvelables – Lille, 11 juin 2008
Contexte : Le renouveau du réseau de distribution
HTB
HTA
Turbines
hydrauliques
Piles à
combustible
Panneaux
photovoltaïques
Eoliennes
Stockage
Compensation
(D--FACTS)
(D
µ-turbines
gaz
Congrès Eco Technologies pour le Futur – Atelier Energies renouvelables – Lille, 11 juin 2008
Le réseau de demain devra être bidirectionnel et communicant
Stockage à
grande échelle
(air comprimé ou
électrochimique)
Centrales de production d’énergie renouvelable
Liaisons HVDC
Réseau de
transport
Parcs éoliens avec
stockage inertiel
Centrales de production classiques
Réseau de
distribution
Centre de conduite
distribution
Compteurs
Communicants
bidirectionnels
Zone urbaine
Unités industrielles
Photovoltaïque intégré en façade
Éoliennes urbaines
Quartiers résidentiels
photovoltaïques
Transports ferroviaires et
transports urbains
CHP
CHP
CHP
Congrès Eco Technologies pour le Futur
Chaudières
– Atelier Energies renouvelables
Électrolyseur
– Lille,
– stockage
11 juind’hydrogène
2008
Pile à combustible et turbine
Micro turbines
électrogènes
batteries
Pile à combustible
Super
condensateurs
Comportement de la production éolienne
30
30
30
30
27,5
27,5
27,5
27,5
25
25
25
22,5
22,5
22,5
20
20
20
17,5
17,5
17,5
15
15
15
12,5
12,5
12,5
10
10
10
7,5
7,5
7,5
5
5
5
2,5
2,5
2,5
0
0
0
-2,5
-2,5
-2,5
-2,5
-5
-5
-5
-5
-7,5
-7,5
-7,5
-7,5
-10
-10
-10
-10
-12,5
-12,5
-12,5
-12,5
-15
-15
-15
-15
Lundi
Lundi
Lundi
Mercredi Jeudi
Jeudi
Mardi
Mercredi
Mardi Mercredi
Jeudi
Mardi
Samedi Dimanche
Dimanche
Vendredi Samedi
Vendredi
Vendredi
Samedi Dimanche
q Prévisions météorologiques
q Disponibilités des éoliennes
q Phénomène de décrochage
Consommation
(en MW)
appelée
ProductionPuissance
éolienne (en
MW)(en MW)
Ecarts Prévision / Production éolienne (en MW)
45
-40Courbe de consommation prévisible
35
-30Courbe de production éolienne => prévisible partiellement
Production éolienne
-25
Courbe de consommation du poste avec les éoliennes
=>
20
Prévision de production
15
perte
de logique = elle n’est plus rationnelle
10
Charge
répartie sur la journée indifféremment de l’heure
5
0
17/01/2007
Congrès
Eco Technologies pour le 19/01/2007
Futur – Atelier Energies renouvelables – Lille, 11 juin 2008
18/01/2007
Enjeux : Maîtriser l’Efficience Énergétique et Environnementale
Développer des plateformes technologiques ouvertes spécifiques
Efficience
Transports
>
Système Intégré
Réseau
Energétique
Climat
Bâtiment
Efficacité
>
Système
Machines
et
Procédés
Réseaux
Multi--énergies
Multi
Mini--réseaux
Mini
Congrès Eco Technologies pour le Futur – Atelier Energies renouvelables – Lille, 11 juin 2008
Développement de plateformes technologiques
une opportunité pour générer et pérenniser des collaborations
Industrielles :
- Suez Tractebel, RTE, EDF (Réseaux et stockage)
- Maia Eolis (génie civil, éolien, biomasse)
Régionales :
- Ecole des Mines de Douai (systèmes multi agents)
- Ecole Centrale de Lille : LAGIS (automatique) et LML (énergétique)
Nationales :
- Ecole des Mines de Paris (mini-réseau et prédiction éolienne)
- LEG-G2ELAB (réseaux)
- Supelec (Intégration dans le marché de l’électricité)
- Université de Corse – Institut ENSAM de Bastia
- Autres …
Internationales
Congrès Eco Technologies pour le Futur – Atelier Energies renouvelables – Lille, 11 juin 2008
Moyens : Plateformes Mines ParisTech & Arts et Métiers ParisTech
Réseaux raccordés/insulaires
Plateforme Régionale MEDEE
“Gestion des systèmes énergétiques et réseaux électriques”
Arts et Métiers
ParisTech
Diversification
Eolienne urbaine
Centrale PhotoV.
Super Condensateurs
Batteries
Stockage Inertiel
Micro Turbines
Micro Stirling
Pile à combustible
Moteur à gaz
Mines
ParisTech
Plate-forme Mini Réseaux
Systèmes
Insulaires
Autonomie
Micro-sources
EnR
Congrès Eco Technologies pour le Futur – Atelier Energies renouvelables – Lille, 11 juin 2008
Plateforme Corse en développement : projet MYRTE
Congrès Eco Technologies pour le Futur – Atelier Energies renouvelables – Lille, 11 juin 2008
Formations adossées à la recherche
Mastère spécialisé
Master de
Recherche Energie
Electrique et
Développement
Durable
Journées GEII annuelles thématique sur génie électrique et environnement - 6 juin 2008
Exemple de projet Photovoltaïque : UniverSol - 5ème PCRD
Objectif du projet Européen : Montrer l’impact du photovoltaïque
connecté au réseau dans les pays du Nord
Partenariat : EDF, Iberdrola et 24 écoles et Universités Européennes
Financements : UE, FRAMEE (Ademe, Région), EDF
Congrès Eco Technologies pour le Futur – Atelier Energies renouvelables – Lille, 11 juin 2008
Analyse de la production journalière d’un onduleur PV
Courant en A
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
6h00
12h
12
h00
18h
18
h00
21h
21
h00
Production journalière 54kWh
10 Octobre 2005 & 24 Mai 2006
C’est la durée d’ensoleillement qui va faire la différence de production.
Le dimensionnement des onduleurs PV sur la puissance maximale et
non sur la puissance nominale va permettre un gain de production.
Congrès Eco Technologies pour le Futur – Atelier Energies renouvelables – Lille, 11 juin 2008
Vers le bâtiment zéro énergie et à énergie positive
Diesel engine
Grid
Storage
Solar PV
WG
FC
Exogen factors
(weather, market…)
H2
=
Production control
board
=
=
= ~
=
=
=
= ~
MODULE ; Coupling and sources management
EXPERT
And PREDICTIVE
system
Consignes
de puissance
Power delivery control
board
Loads
For load shedding
or
regulables
MODULE : Demand Side Management
INTERFACE
HOMME-MACHINE
Flux électriques DC
Flux électriques AC
Flux de mesures et
contrôles
13
Flux d’ordres
de
commande
Module de production
électrique
SYSTEME EXPERT
=
=
Les moyens pour y arriver
=
=
Données
prévisionnelles
=
=
~
~
Optimiseur
prédictif
et
réactif
Module de distribution
électrique
E/S
numériques
et
analogiques
IHM
Flux
électriques
Flux
électriques
DC DC
Flux
électriques
Flux
électriques
AC AC
Flux
de mesures
Flux
de mesures
électriques
électriques
ou ou
nonnon
Flux
d’ordres
Flux
d’ordres
de de
commande
commande