ARMINES - 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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ARMINES - Ecole des Mines de Paris

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Presentation Transcript


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


Centre d energ tique sophia antipolis

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


  • Motivations

    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"


    Armines ecole des mines de paris

    We Are Here

    2050

    1850

    1850

    World Oil:Depletion, Geopolitics, CO2


    Armines ecole des mines de paris

    We Are Here

    1850

    2150

    World Coal:Depletion, Land Impacts, CO2


    Armines ecole des mines de paris

    We Are Here

    1900

    2050

    World Gas:Depletion, Geopolitics, CO2


    Armines ecole des mines de paris

    We Are Here

    Breeder

    Reactors

    Uranium

    1950

    2075

    World Nuclear:Either Depletion or Plutonium Economy,

    Weapons, Waste, Accidents


    Armines ecole des mines de paris

    We Are Here

    2050

    1900

    Hydroelectric:Geographic Limitations


    Armines ecole des mines de paris

    We Are Here

    Renewable Energy:Infinite, Clean


    Quel avenir nerg tique

    Quel avenir énergétique ?


    Les syst mes hybrides

    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


    Pourquoi des syst mes hybrides

    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


    Pourquoi des syst mes hybrides1

    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


    Pourquoi des syst mes hybrides2

    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


    Difficult s conception

    Difficultés : Conception

    EOLIENNE

    BATTERIE

    _

    +

    Architectures

    +

    Tailles

    différentes

    PV

    DIESEL

    PETITE

    HYDRAULIQUE

    VOLANT

    D ’INERTIE


    Difficult s dimensionner

    _

    +

    Difficultés : Dimensionner

    ?


    Difficult s gestion

    Difficultés : Gestion

    déconnexion PV

    partielle

    puissance

    générée [ W ]

    puissance diesel

    état de charge

    temps [ jours ]


    Le banc d essais

    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


    Armines ecole des mines de paris

    Le Simulateur HYPSIM

    • Environnement Matlab

    • Deux thèses

    • Simulation

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


    Et d autres hybrides

    … 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


    Armines ecole des mines de paris

    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


    Armines ecole des mines de paris

    PVFCSYS

    Principe


    Armines ecole des mines de paris

    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


    Armines ecole des mines de paris

    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


    Armines ecole des mines de paris

    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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