Solaire photovoltaïque Quelles sont les dernières innovations? SYANE - Commission Consultative Paritaire de la Haute-Savoie au titre de la loi TECV Nicolas Martin Chef de laboratoire Système Electrique intelligent Nicolas.martin2@cea.fr 04 79 79 22 04
Département Technologies Solaires Services Matériaux Cellules PV Modules PV Stockage & Systèmes Electriques Bâtiment & Systèmes thermiques Laboratoires Matériau & Procédés Silicium Modules PV Silicium Stockage électrochimique Gestion énergétique Cellules Homojonction Modules PV Organiques Systèmes PV Composants d enveloppe Cellules Hétérojonction Photovoltaïque à concentration Systèmes électriques intelligents Systèmes thermiques Intelligence artificielle pour les systèmes électriques
PV & AUTOCONSOMMATION SYANE Nicolas Martin
PROJET AMBASSADOR: MICRO-GRID À L ÉCHELLE DU QUARTIER Autoconsommation de l énergie PV à l échelle d un site complet (micro-grid) Achat et vente de l électricité au meilleur prix en fonction du marché de l énergie et des moyens de production et stockage Micro-grid @ INES Le cas d étude INES en simulation Aperçu des flux en «temps-réel» du micro-grid INES http://demis.cloudapp.net/demis/pages/ambassado r/inesflowchart.html
LE PROJET PARASOL: LA MOBILITÉ SOLAIRE TERRITORIALE Ajaccio Bastia
LE PV AU SERVICE DU SYSTÈME SYANE Nicolas Martin
PROJET FLEXYPV: PILOTAGE D UN POOL DE CENTRALE PV POUR LE RÉGLAGE DE FRÉQUENCE Virtual Power Plant Contexte: peu de variabilité et très bonne prévisibilité d un pool de centrale PV. + Pilotabilité des centrales PV aisée Opportunité/Objectif: Exploiter la flexibilité d un pool de centrale PV pour la fourniture de services système (réserve de fréquence) Projet: Simulation et démonstration sur un pool de 100MWc à l échelle de la France Fréquence temps réel Pilotage Gain dynamique Consigne de limitation puissance Point de fonctionnement + Pmppt Planification des engagements Prévisions PV
PROJET ALTAIS: INTÉGRATION DU PV EN ZNI Un site de consommation tertiaire (Hôpital du François) et de production PV Un système de stockage piloté à l aide d une gestion énergétique optimisée et couplée à de la prévision de production Objectifs : Effacement partiel de la consommation du site lors des périodes de pointe, limiter et lisser le soutirage au réseau électrique durant la journée, augmenter le taux d autoproduction
~500m PROJET IPERD: INTÉGRATION DU PV AU RÉSEAU Un réseau basse tension «contraint» par une production intermittente Une production raccordée sur un départ également consommateur Objectif : tester la pertinence du stockage pour répondre à la problématique de tension générée par la production intermittente + autoconsommation PV 120 kwc MT/BT 160kVA Stockage Li-ion 60kVA 150kWh 27 consommateurs 273kVA
PROJET INSOLATIONS: IMPACT DE L INSERTION DE SYSTÈMES PV AVEC STOCKAGE SUR LE MIX ÉLECTRIQUE DE L ILE DE LA MARTINIQUE Choix Technique Economie 4. Recommandations 1. Analyse des profils de consommation et de production 2. Proposition de gestion du système PV-Stockage 250 Power (MW) 200 150 100 50 Base Peak Unit 1 Peak Unit 2 Peak Unit 3 PV Load 3. Analyse du mix de production 0 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 Time Figure: stratégie de gestion du système PV-stockage
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PROJET PV4GRID: PARTICIPATION D UNE CENTRALE PV+ESS A LA FOURNITURE DE SERVICES SYSTÈME Engagement J+1 Prévision des engagements R1 Recharge Nécessaire? Plan de vente au SPOT + J-1 13h Statistiques de sollicitation Engagement services systèmes MW Engagement réalisé la veille Prévision PV Engagement PV à la baisse Offres au marché SPOT J-1 12h MW Estimation SOC pour engagement hausse Estimation SOC pour engagement baisse Engagement ESS à la hausse Engagement ESS à la baisse J 23h59 Temps Pilotage temps réel J 00h
SIMULATION D UN SYSTÈME HYBRIDE PV-DIESEL-STOCKAGE ET ÉVALUATION DES STRATÉGIES DE GESTIONS Objectif : Evaluation des contrôleurs en simulation Enjeux des systèmes hybrides: - Dimensionnement - Gestion d énergie (dont optimisation du stockage) - Stabilité LCOE(ct /kwh) 50 45 40 35 30 Autonomie Batterie: 4 heures Générateur Diesel seul Hybride PV/Diesel "Classique" Hybride PV/Diesel "Optimisée" 25 10 20 30 40 50 60 70 80 90 max Puissance crête PV (% de P Charge ) LCOE varie de 26 ct /kwh à 34 ct /kwh avec la gestion optimisée Réduction d au moins 20% par rapport à la gestion classique et d au moins 23,3 % avec un seul GD
GESTION D UN SYSTÈME HYBRIDE PV-DIESEL-STOCKAGE SUR LE MICRO-RÉSEAU EXPÉRIMENTAL Objectif : Evaluation des contrôleurs sur le micro-réseau expérimental
PROJET HEYEBRID: GESTION D UN SYSTÈME HYBRIDE PV-DIESEL Objectif: Evaluer le gain envisageable d un contrôle avancé par la simulation Réduire le temps d utilisation des générateurs diesels Figure: Illustration de l opération sur 1 jour Réduire la consommation de fuel des générateurs diesels
E-Plateforme de modélisation et simulation Objectifs Architecture du système énergétique Dimensionnement des composants Conception des contrôleurs prédictifs et temps-réel Module MORE: contrôle haut niveau / gestion prévisionnelle
Plateforme de tests micro-réseau Composants du micro-réseau Production photovoltaïque Production diesel Station de recharge de VE Maisons expérimentales Systèmes de stockage (batteries, H2, ) Système SCADA Systèmes HIL & PHIL Micro-réseau chaleur Figure: Les composants HIL du micro-réseau