Version du 10 octobre 2018 à 14:10

Présentation générale

Description

L'école a fait l’acquisition en fin d’année 2016 d’une plate-forme technologique permettant d’illustrer des enseignements dans le domaine des énergies propres. Cette plate-forme est constituée d’une éolienne, de deux panneaux photovoltaïques, d’un électrolyseur, d’une unité de stockage de l’hydrogène et d’une pile à combustible. L’idée est d’utilisée l’énergie produite par les sources renouvelables lorsqu’elles sont disponibles pour produire de l’hydrogène à partir de l’électrolyse de l’eau puis de réutiliser ultérieurement cet hydrogène pour produire de l’électricité via la pile à combustible, ceci permettant de palier l’intermittence des sources primaires. L'objectif du projet est de développer des algorithmes et de mettre en place une interface de supervision permettant de gérer de manière optimale les différents modes de fonctionnement de l'installation. Ce travail s'inscrit dans le projet européen "Electrons to high value Chemical products (E2C)" https://www.interreg2seas.eu/en/E2C

Objectifs

Développer des algorithmes et implanter une interface de supervision pour gérer de manière optimale les différents modes de fonctionnement d'un système multi-sources de production d'hydrogène

Préparation du projet

Cahier des charges

- Définir les différents mode de fonctionnement

- Réaliser ces algorithmes fonctionnement

- Réaliser la partie commande à l'aide d'une carte DSpace

- Réaliser l'interface de supervision

Choix techniques : matériel et logiciel

Matériel

-Panneau photovoltaïque

-Éolienne

-Batterie

-Électrolyseur

-Bonbonne de stockage d'hydrogène

-Pile à combustible

- Carte DSpace

- Carte Entrées / Sorties

Logiciel

-Logiciel de supervision : à définir ( Labview ou Matlab )

Liste des tâches à effectuer

Réalisation du Projet

Semaine 1

La première semaine de ce projet a été essentiellement consacré à poser les bases de ce projet. J'ai eu l'occasion de rencontrer mon encadrant. J'ai donc durant cette semaine étudier le projet pour comprendre le fonctionnement.

Nous avons donc ici un système multisources d'énergie. Pour se rapprocher d'une utilisation concrète, nous n'allons pas utiliser uniquement l'énergie créé par les différentes sources ( panneaux photovoltaïques , éolienne ) pour faire de l'hydrogène, mais simuler une utilisation continue d'un client à hauteur de 100W. Le but est donc de gérer les différents mode de fonctionnement du système selon le de nombreuses variables.

Voici les différents mode de fonctionnement :

- Production < 100W ( insuffisance énergétique )

L’électricité produite par les panneaux solaire et l’éolienne ne suffise pas a comblé l'utilisation de 100W. Le complément d'énergie peut être fournit par d'autre moyen. Soit de l'hydrogène est présent dans les réservoirs et il est possible d'utiliser la pile à combustible pour générer le complément. Il est aussi possible d'utiliser de l'énergie stocké dans la batterie. Si cela n'est pas suffisant ou si les deux moyens de stockage sont vide, le système va alors piocher faire appel au réseau électrique pour fournir l'énergie suffisante.

- Production > 200W ( Production d'hydrogène )

L'électricité produite est largement suffisante pour combler le besoin. Nous allons donc dans ce cas là, utiliser le surplus d'énergie pour créer de l'hydrogène ou stocké directement dans la batterie. Une recherche sur les conditions d'utilisations de l'électrolyse devra être faite ( condition de tension minimum etc). Une surveillance devra être réalisé sur le stockage de l'hydrogène, il ne faut en aucun cas dépasser une pression supérieur à 10 Bar dans les réservoirs. Dans le cas ou tout les réservoirs ( batterie ou réservoirs d'hydrogène ) sont pleins, le surplus est rejeté sur le réseau.

- 100W < production < 200W

Les deux moyens de production sont ici suffisant pour satisfaire le besoin. Nous n'avons donc pas le besoin d'utiliser l'énergie stocké ou le réseau. Il y a ici 2 cas. Soit l'état précédent était le cas insuffisance énergétique, lorsque l'on passe dans ce mode ci, nous allons uniquement remplir la batterie mais nous ne créerons pas d'hydrogène. Soit l'était précédent état la production d'hydrogène et le fonctionnement reste le même que dans ce cas.

Une surveillance pourra être réaliser sur les différents modules pour vérifier leurs fonctionnements. Il est pour cela nécessaire d'avoir les infos extérieures ( ensoleillement , vent ) pour comparer au valeur théorique.

Semaine 2

Recherche des info pour supervision + commande

Pour réaliser la supervision et la commande du système, je vais avoir besoin d'un retour des différentes variables présentes dans le système. Voici les variables au qu’elles j'aurais accès.

Solaire :

• Condition :
  • - Radiation en W/m²
  • - Température extérieur

• Module  :
  • - Température
  • - Tension sortante
  • - Courant sortant

Éolienne  :

• condition :
  • - anémomètre
• Module
  • - Courant sortant

Batterie :

• Module :
  • - Tension sortante
  • - Courant sortant

Nous avons pu mettre en route le système. Il est actuellement contrôler à l'aide d'un automate de programmation industrielle. Le but étant de créer un autre système de contrôle. Pour cela, nous avons réfléchit à la possibilité d'utiliser une carte DSpace. Un boitier d'entrées / Sorties y sera relier. Cette carte permet un contrôle en temps réel du système. Je dois donc pour le moment réfléchir au fonctionnement de celle ci. J'ai pu l'instant pu trouver quelques informations pour la programmation de la DSpace et plus particulièrement une boite à outil spécialement faite dans Matlab.

Semaine 3

Recherche sur la programmation de DSpace visionnage de tutoriel vu que pas encore le matériel , Recherche sur ControlDesk

Calendrier prévisionnel