Mise en œuvre, instrumentation et évaluation des solutions photovoltaïques et mini-éolien pour systèmes autonomes

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1 Mise en œuvre, instrumentation et évaluation des solutions photovoltaïques et mini-éolien pour systèmes autonomes CRESITT Industrie Le CRT CRESITT est soutenu par

2 Sommaire Qu'est-ce qu'un système autonome (en énergie)? PERSyA : Quel matériel pour quoi faire? Architecture de la plate-forme PERSyA Caractérisation des éléments Présentation et utilisation des données Utilisation de la plate-forme 2

3 Qu'est ce qu'un système autonome? Définition Système qui est énergétiquement indépendant pour l exécution de ses tâches. Typiquement, c'est le cas des systèmes électroniques situés en site isolé, lorsque leur alimentation filaire est trop coûteuse ou tout simplement pour faire de la communication. Station météorologique en pleine montagne Mobilier urbain autonome 3

4 Qu'est-ce qu'un système autonome? Exemples Station météorologique CRESITT Système avec piles : Evigilance de la société DSA technologie Éclairage public autonome hybride de la société Groupe XIII Solution pour installer des relais WiFi et Wimax Station de recherche «Princess Elisabeth» 4

5 Système autonome LiFePO4 6

6 PERSyA : Quel matériel et pour quoi faire? Ressources nécessaires : 7

7 PERSyA : Quel matériel et pour quoi faire? Architecture matérielle : Coupler capteurs station météo 8

8 PERSyA : Quel matériel et pour quoi faire? Architecture matérielle : et des capteurs... température (ambiante, panneaux) humidité, anémomètre (vitesse, direction du vent (ultrason)), pyranomètre (puissance lumineuse) pyranomètre anémomètre 9

9 Revue des différentes technologies Bilan sur les technologies PV en

10 Revue des différentes technologies Deux grands familles de technologies : la première à base de silicium cristallin comprenant le mono et le polycristallin, couvre de l'ordre de 85% de la production mondiale. La deuxième famille, celle des couches minces, comprend les cellules au silicium amorphe, au tellure de cadmium, au cuivre indium sélénium, et à l arséniure de gallium D'autres technologies sont en cours d'expérimentation comme les cellules organiques, polymères / fullerènes. 11

11 PERSyA : Quel matériel et pour quoi faire? Caractériser les panneaux Conformité aux datasheets Fonctionnement tout temps Conditions réelles de température (-15 / 35 C) Tenue dans le temps Benchmark de technologies Impact utilisation d'un tracker Disposer d'un matériel de caractérisation 12

12 Éoliennes Les technologies de l'éolien : Les pâles : Axe horizontales : Éolienne classique Axe vertical : Darius / Savionus Éolienne de toit 13

13 Éolienne Tout intégré régulateur inclus freinage automatique 14

14 PERSyA : Quel matériel et pour quoi faire? Caractérisation de l'éolienne Comparaison des performances de l'éolienne en soufflerie (Polytech Orléans) avec ses performances en milieu naturel 15

15 PERSyA : Quel matériel et pour quoi faire? Enceinte climatique : recréer conditions climatiques Volume 53L 16

16 PERSyA : Quel matériel et pour quoi faire? Centrale d'acquisition Acquisition des données Mise en forme Mise à disposition Support signaux analogiques, numériques Interfaçage avec le réseaux informatique Matériel durci 17

17 Présentation et utilisation des données Mise en forme des données issues des capteurs Accessibilité en ligne (possibilité temps réel) Tension batterie et ensoleillement 18

18 Présentation et utilisation des données Surveillance du système (régulation) Ensoleillement du 24 Avril 2010 : 6,65 kwh/m² 19

19 Présentation et utilisation des données Mesure de l'efficacité de l'installation 20

20 Présentation et utilisation des données Caractérisation de l'éolienne Fonctionnement éolienne Carte électronique Moniteur de vent 21

21 Présentation et utilisation des données Éolien L'énergie est produite par l'éolienne de façon aléatoire au cours de la journée. 22

22 Présentation et utilisation des données Caractérisation panneaux PV 23

23 Présentation et utilisation des données Caractérisation des panneaux PV Courbe caractéristique d'un panneau solaire PV. Affichage de la puissance électrique produite (W) en fonction de la puissance lumineuse (W/m²) 24

24 Présentation et utilisation des données Photovoltaïque Comparatif de performances en condition réelle Même implantation, même conditions Normalisation des puissances des panneaux ainsi que de l'irradiance : les résultats sont données pour un panneau équivalent à 100Wc sous une irradiance de 1000W/m² Puissance panneaux PV n (W) Ensoleillement <150W/m² <100W/m² Mixte <1000W/m² Chaude et ensoleillée <1100W/m² <900Wmm/² Couverte Type de journée 25

25 Utilisation de la plate-forme PERSyA Nouvelle architecture Ensemble des équipements durcis pour des conditions extrêmes 26

26 Utilisation de la plate-forme PERSyA Nouvelle architecture Traitement / Mise à disposition des données interface réseaux, RS232, usb, GPRS... Acquisition de signaux => Possibilité d'ajout de systèmes (système autonome, module radio..) => Possibilité d'ajout de capteurs pilote les E/S 27

27 Utilisation de la plate-forme PERSyA La Plate-forme d'évaluation de Réseau de Systèmes Autonomes permet : Mise à disposition de sources d'énergie autonome (panneau + régulateur + batterie) Ajout et le test de fonctionnement de système électronique autonome supplémentaire (ou en phase de le devenir) D'être alimenter par un panneau particulier D'avoir un banc de test accessible à distance Mise en forme et à disposition des données Accessibilité en temps réel et en base de données Proposer de la formation, de l'étude, de la R&D => Banc de test, d'essais, de mise en situation, instrumenté. 28

28 Autonomie des systèmes MERCI DE VOTRE ATTENTION QUESTIONS? Projet PERSyA financé par 29

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