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ARMINES - Ecole des Mines de Paris

ARMINES - Ecole des Mines de Paris. 1600 personnes sur 4 sites : Paris, Évry, Fontainebleau, Sophia Antipolis 600 permanents , 1000 étudiants (22% étrangers) Ingénieurs civils (120 / an) : Paris 3ème cycle (Doctorants & Mastères, 330 /year) : Tous sites 19 Centres de Recherche.

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ARMINES - Ecole des Mines de Paris

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Presentation Transcript

  1. ARMINES - Ecole des Mines de Paris • 1600 personnes sur 4 sites : Paris, Évry, Fontainebleau, Sophia Antipolis 600 permanents, 1000 étudiants (22% étrangers) Ingénieurs civils (120 / an) : Paris 3ème cycle (Doctorants & Mastères, 330 /year) : Tous sites • 19 Centres de Recherche

  2. Centre d’EnergétiqueSophia Antipolis • 53 personnes : • 23 chercheurs permanents • 9 techniciens et personnels administratifs • 21 doctorants • Budget 2.7 M€ dont 1.5 M€ contrats • 4 groupes de recherche à Sophia Antipolis • ENR • Matériaux pour l'énergie • Procédés plasma • Télédétection et modélisation

  3. MOTIVATIONS • Un constat partagé : • Epuisement des réserves • Contraintes environnementales • L'avenir énergétique est à construire • Nos missions : • Imaginer, évaluer les alternatives énergétiques du futur • Technologies, contrôle/commande, outils d'aide à la décision, … • Optimiser les systèmes énergétiques • Favoriser le développement des énergies "durables"

  4. We Are Here 2050 1850 1850 World Oil:Depletion, Geopolitics, CO2

  5. We Are Here 1850 2150 World Coal:Depletion, Land Impacts, CO2

  6. We Are Here 1900 2050 World Gas:Depletion, Geopolitics, CO2

  7. We Are Here Breeder Reactors Uranium 1950 2075 World Nuclear:Either Depletion or Plutonium Economy, Weapons, Waste, Accidents

  8. We Are Here 2050 1900 Hydroelectric:Geographic Limitations

  9. We Are Here Renewable Energy:Infinite, Clean

  10. Quel avenir énergétique ?

  11. Les Systèmes Hybrides • Intérêt des systèmes hybrides • Principales difficultés • Dimensionnement • Gestion • Le projet hybride PV/Diesel du Centre d’Energétique à Sophia-Antipolis • Le projet hybride PV/H2 PVFCSYS

  12. Pourquoi des Systèmes Hybrides ? • Systèmes ENR autonomes : • Petites unités (SHS, < kW) • Destinées aux besoins isolés • Fourniture réduite et/ou discontinue • Centrales PV (Quelques kW) • Un compromis à trouver: • Economie d’investissement  service intermittent • Service permanent  surdimensionnement

  13. Pourquoi des Systèmes Hybrides ? • Les Hybrides – Association : • D’une ou de plusieurs ressources ENR (caractère aléatoire) • D’une ressource contrôlable (Diesel) • D’un stockage • Avantages : • Pas de surdimensionnement du système ENR • Qualité de service

  14. Pourquoi des Systèmes Hybrides ? • Hybride -> Micro-réseau • Insertion dans le processus d'électrification rurale • Courant standardisé 220 V ~ • Adaptation à la demande • Pénétration des ENR • Pays fortement électrifiés (potentiel SHS faible) • Réseaux existants

  15. Difficultés : Conception EOLIENNE BATTERIE _ + Architectures + Tailles différentes PV DIESEL PETITE HYDRAULIQUE VOLANT D ’INERTIE

  16. _ + Difficultés : Dimensionner ?

  17. Difficultés : Gestion déconnexion PV partielle puissance générée [ W ] puissance diesel état de charge temps [ jours ]

  18. Le Banc d’Essais 220 V~ 48 V déconnexion Régulateur V , J CHARGE PV 3.0 kWc BATTERIE = 0 - 3.8 kW ~ 18.7 kWh 220 V 48 V 390 Ah / 48 V start / stop régulation DIESEL G~ 3.2 kW 220 V

  19. Le Simulateur HYPSIM • Environnement Matlab • Deux thèses • Simulation • Optimisation (recherche des paramètres de dimensionnement PV/Diesel/Batterie par minimisation d'un critère technico-économique)

  20. … et d’autres Hybrides • Système PV/Eolien (Projet INCO, Ouzbekistan • 6 kW PV • 3 kW Eolien • Batterie + réseau (Application télécoms) • PV/Hydrogène (Projet PVFCSYS) • 3kW PV • 3kW electrolyseur • 4 kW PàC • Batterie tampon, stockage H2 et 02

  21. PVFCSYS Projet européen (ERK-CT1999-00017) • Deux pilotes : • Banc d'essais à Sophia Antipolis (CENERG, F) • Site pilote à Agrate (ST, I) • Web site: http://pvfcsys.cma.fr

  22. PVFCSYS Principe

  23. PVFCSYS Banc d'essais – Sophia Antipolis H2 O2 4 kW PEM FC Denora 3,6 kW alkaline EL Hydrogen systems 400 l hydrogen at 10 bar 200 l oxygen at 10 bar

  24. PVFCSYS Pilot site – Agrate 2 kW PEM FC Axane 3,6 kW PV Phowatt 3,4 kW alkaline EL Hydrogen systems 4 m3 Hydrogen at 10 bar Connected to the Hydrogen network

  25. PVFCSYS Site Web/Monitoring • Chaque jour, valeurs horaires : • Irradiation • Production PV • Energie electrolyseur • Energie PàC • Charge • QUELLES CONCLUSIONS ? • Deux systèmes existent et fonctionnent, ils produisent de l'hydrogène et des kWh • Une "infinité" de problèmes technologiques restent à surmonter, mais ils sont identifiés • La question de la compétitivité économique ne se pose pas aujourd'hui …

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