Design of a DC hybrid experimental measurement bench for energy-autonomous isolated sites
Conception d'un banc de mesures expérimental hybride en courant continu pour les sites isolés autonomes en énergie
Résumé
In the context of climate change, it is urgent that island territories achieve energy autonomy. Today mainly dependent on fossil fuels such as coal and fuel oil, the island of Reunion nevertheless has a strong solar potential. Despite the significant increasing use of electricity produced by solar panels, the energy losses due to transport and the multiple conversions of sources from direct current to alternating current and vice versa, considerably reduce the electrical yield. If we go back to Edison's proposal, the DC architecture for local energy production and consumption has many advantages in the case of solar energy.The analysis carried out presents a comparative study on the energy and financial level, for the renovation of an isolated mountain refuge at high altitude. Self-consumption of the refuge thanks to solar panels is encouraged and managed according to different priorities between the consumption needs of users and the storage of energy by batteries (lithium iron phosphate). The main constraint lies in the management of the solar resource without being backed up by a solution such as generators, based on a predictive control model. The comparison is made on the electrical architecture of the existing refuge (DC-AC-DC) and after development of an electrical architecture in direct current (DC-DC). In order to precisely quantify these data, the results present the measurements obtained in the laboratory, within the framework of an experimental measurement bench making it possible to supply direct current directly by solar panels to various equipment (lighting, heating, storage). Indoo r and outdoor environmental sensors and drivers are used to identify energy consumption forecasts. The differences in quantities of converters, quantities of cabling, ease of control, overheating of equipment, cost and energy consumption are also presented, to analyze the gains or losses obtained according to two management solutions for the unbacked solar resource.
Dans le contexte du changement climatique, il est urgent que les territoires insulaires accèdent à l'autonomie énergétique. Aujourd'hui majoritairement dépendante des énergies fossiles comme le charbon et le fioul, l'île de La Réunion dispose pourtant d'un fort potentiel solaire. Malgré l'utilisation croissante importante de l'électricité produite par des panneaux photovoltaïques, les pertes d'énergie dues au transport et les multiples conversions des sources de courant continu en courant alternatif et inversement, réduisent considérablement le rendement électrique. Si nous revenons à la proposition d'Edison, l'architecture DC pour la production et la consommation d'énergie locale présente de nombreux avantages dans le cas de l'énergie solaire. L'analyse réalisée présente une étude comparative sur le plan énergétique et financier, pour la rénovation d'un site isolé. L'autoconsommation du site grâce à des panneaux photovoltaïques, est encouragée et gérée selon différentes priorités entre les besoins de consommation des utilisateurs et le stockage de l'énergie par batteries (lithium fer phosphate). La contrainte principale réside dans la gestion de la ressource solaire sans être secouru par une solution telle que les groupes électrogènes, en se basant sur un modèle de contrôle prédictif. La comparaison est faite sur l'architecture électrique du site existante (DC-AC-DC) et après développement d'une architecture électrique en courant continu (DC-DC). Afin de quantifier précisément ces données, les résultats présentent les mesures obtenues en laboratoire, dans le cadre d'un banc de mesure expérimental permettant d'alimenter en courant continu directement par des panneaux photovoltaïques différents équipements (éclairage, chauffage, stockage). Des capteurs et pilotes environnementaux intérieurs et extérieurs sont utilisés pour identifier les prévisions de production et de consommation d'énergie. Les différences en quantités de convertisseurs, quantités de câblages, facilité de pilotage, surchauffe des équipements, en coût et en consommation énergétique sont également présentées, pour analyser les gains ou pertes obtenues selon deux solutions de gestion de la ressource solaire non secourue.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
|---|