TIC et Modélisation de l environnement pour les énergies renouvelables

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1 TIC et Modélisation de l environnement pour les énergies renouvelables Thierry RANCHIN Centre Observation, Impacts, Energie MINES ParisTech 03/11/2014 Institut Mines-Télécom w

2 Le Centre Observation, Impacts, Energie Objet scientifique : caractérisation et analyse des aspects spatiaux et temporels des Ressources en Energies Renouvelables des Impacts Environnementaux des filières énergétiques Activités principales : Ressources énergétiques renouvelables Impacts environnementaux Dissémination des données scientifiques au travers de services Web Disciplines sous-tendues : Mathématiques appliquées, Physique, Métrologie, Science de l Environnement, Technologies de l Information et de la Communication 2

3 Drivers Pressures PM, CO 2, NO x, Hg. emissions Pop>GDP>Energy Demand..Scenarios Response Mitigation and baseline Scenarios Taxes, DPSIR concept Environmental Impacts State of Environment O 3 fields and AQ indices concentrations : Hg, O 3, SO 4, Crop efficiency, Deforestation, human health (DALY), Climate Change (CO2 eq ), $$ 3

4 Le Système Global d Observation de la Terre (GEOSS) 4

5 Observation satellitaire et modélisation pour le rayonnement solaire 5

6 Caractérisations de la ressource solaire: Cartographie du gisement solaire à différentes échelles Moyenne multi-annuelle de l irradiation globale horizontale (kwh/m 2 ) obtenue par fusion d images des satellites et de données de réanalyses météorologiques (résolution de l ordre de la centaine de km) Série temporelle d irradiation (Wh/m 2 ) Résolutions temporelles : 15 min, 1 h, journée (illustration), mois, année Moyenne multi-annuelle de l irradiation globale horizontale (kwh/m 2 ) à 5 km de résolution obtenue par la méthode Heliosat-2 appliquée aux images issues du satellite géostationnaire Meteosat Second Generation Méthodes Heliosat : méthodes d estimation du rayonnement solaire incident au sol par analyse d images satellite géostationnaire 6

7 Prévision court-terme du rayonnement (< 4 h) Détection, caractérisation et suivi de nuages sur images * de ciel (fish-eye) * et Meteosat (rapid scan) Projet européen DNICast ( ) Photogrammétrie Evaluation performances modèles de prévision vs mesures 7

8 Evaluation de la ressource éolienne on-shore Orography Wind Flow Model Roughness Obstacles Wake Model Wind Data Power Curve Annual energy output 8

9 Modélisation du relief DTED 1 BD ALTI Copyright IGN DEM HRS Production IGN Espace Scan 100 Copyright IGN 9

10 Modélisation de la rugosité aérodynamique 10

11 Exploitation des images SAR pour l Eolien Offshore Plus il y a de vent, plus il y a de signal 11

12 Exploitation des images SAR pour l Eolien Offshore 19-APR :25 Met-mast: m/s SAR based: m/s 12

13 Exploitation des bases de données d état de la mer pour les énergies marines renouvelables 13

14 Dissémination de l information pour découvrir et exploiter les données et applications en énergies renouvelables 14

15 Conclusions Observation et modélisation de l environnement sont au cœur de notre démarche. Les ressources «énergies renouvelables» sont des co-produits de l observation et de la modélisation de l environnement. Disciplines sous-tendues : Mathématiques appliquées, Physique, Métrologie, Science de l Environnement, Technologies de l Information et de la Communication 15