ECOLE DES MINES DE PARIS

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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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Centre dEnergétiqueSophia 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

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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"

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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
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Quel avenir énergétique ?
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Les Systèmes Hybrides

• Intérêt des systèmes hybrides
• Principales difficultés
• Dimensionnement
• Gestion
• Le projet hybride PV/Diesel du Centre
  dEnergétique à Sophia-Antipolis
• Le projet hybride PV/H2 PVFCSYS

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Pourquoi des Systèmes Hybrides ?

• Systèmes ENR autonomes
• Petites unités (SHS, lt kW)
• Destinées aux besoins isolés
• Fourniture réduite et/ou discontinue
• Centrales PV (Quelques kW)
• Un compromis à trouver
• Economie dinvestissement ? service intermittent
• Service permanent ? surdimensionnement

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Pourquoi des Systèmes Hybrides ?

• Les Hybrides Association
• Dune ou de plusieurs ressources ENR (caractère
  aléatoire)
• Dune ressource contrôlable (Diesel)
• Dun stockage
• Avantages
• Pas de surdimensionnement du système ENR
• Qualité de service

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Pourquoi des Systèmes Hybrides ?

• Hybride -gt 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

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Difficultés Conception
EOLIENNE
BATTERIE
_

Architectures Tailles différentes
PV
DIESEL
PETITE HYDRAULIQUE
VOLANT D INERTIE
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Difficultés Dimensionner
?
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Difficultés Gestion
déconnexion PV partielle
puissance générée W
puissance diesel
état de charge
temps jours
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Le Banc dEssais
48 V
220 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
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Le Simulateur HYPSIM

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

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et dautres 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

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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

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PVFCSYS
Principe
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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
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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
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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