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SUPPORT DE TRAVAUX PRATIQUES Atelier Energie Renouvelable Ministère de l'Enseig

SUPPORT DE TRAVAUX PRATIQUES Atelier Energie Renouvelable Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche ****** Université virtuelle de Tunis ****** Institut Supérieur de l'Education et de la Formation Continue Mastère Professionnel : Electrotechnique et Energies Renouvelables Réalisé : KHEDHRI RIHEM ABDELWAHEB ARBI LAMIA BOUSSIF CHAHED GHASSEN BRAHIM LASSAAD Professeur : MR JAMEL BELHADJ 2 Inépuisable, durable, naturel – L‘avenir est vert Se tourner vers les énergies renouvelables en se détournant du charbon, du pétrole et de l‘énergie nucléaire est une variante qui gagne en importance. De nos jours, l‘évolution de la technique permet d‘utiliser l‘énergie solaire, la force éolienne, l‘hydrogène et la biomasse comme des porteurs énergétiques écologiques. Pour soutenir cette tendance, on recherche des techniciens qualifiés dans le monde entier. Des perspectives ensoleillées avec la photovoltaïque • Abu Dhabi investit deux milliards de dollars US dans la fabrication, à Masdar, de modules photovoltaïques à couches fines • Avec une puissance nominale de 25 MW, la plus grande centrale solaire des États-Unis voit le jour dans la Silicon Valley • L‘Allemagne fournit déjà 38,5 GW de puissance photovoltaïque, ce qui correspond à la puissance de 38 blocs de centrales modernes. Un avenir propre grâce à l‘énergie éolienne • Prévisions pour l‘Allemagne : en 2030, 25% du courant seront produits par la force éolienne. • Une éolienne de 3,0 MW permet d‘économiser tous les ans 13 000 barils de pétrole où 10 000 tonnes de Page 2 sur 61 Smart grid – Des systèmes connectés dans le laboratoire Les équipements Lucas-Nülle permettent de reproduire un réseau de distribution d‘énergie complet, de la production à la consommation. Ainsi par exemple l‘énergie produite à partir des énergies renouvelables peut-elle être transmise au laboratoire au moyen de la reproduction des lignes de transport, adaptée par des transformateurs et distribuée à des consommateurs quelconques au moyen des barres omnibus doubles. Les systèmes de bus des instruments de mesure et de protection peuvent tous être combinés entre eux, puis évalués et contrôlés de manière centralisée avec le logiciel SCADA for Power-Lab. La combinaison des différents stands et la gestion par Smart Grid Scada ne connait ainsi plus de limites. Pile à combustible – Accumulateur d‘énergie à long terme  Application dans des véhicules sans émissions  Diffusion comme alimentation électrique de secours  Application comme centrale de cogénération 3 Page 4 sur 61 Smart grid – Des systèmes connectés dans le laboratoire Les équipements Lucas-Nülle permettent de reproduire un réseau de distribution d‘énergie complet, de la production à la consommation. Ainsi par exemple l‘énergie produite à partir des énergies renouvelables peut-elle être transmise au laboratoire au moyen de la reproduction des lignes de transport, adaptée par des transformateurs et distribuée à des consommateurs quelconques au moyen des barres omnibus doubles. Les systèmes de bus des instruments de mesure et de protection peuvent tous être combinés entre eux, puis évalués et contrôlés de manière centralisée avec le logiciel SCADA for Power-Lab. La combinaison des différents stands et la gestion par Smart Grid Scada ne connait ainsi plus de limites. Photovoltaïque Des perspectives ensoleillées avec le cours sur la photovoltaïque En raison de l‘augmentation rapide des coûts de l‘énergie et de l‘évolution permanente de la prise de conscience écologique, la photovoltaïque constitue une variante très intéressante à la génération traditionnelle de l‘énergie. Le cours sur la photovoltaïque vous permet non seulement d‘apprendre et d‘étudier les bases des cellules solaires, mais aussi de simuler un système photovoltaïque en mode direct ou d‘accumulation. Contenus didactiques • Principe de fonctionnement et mode opératoire de la cellule solaire • Relevé de caractéristiques d‘un module solaire • Rapports entre courant/tension d‘un module solaire et tem- prélature, intensité de rayonnement et angle d‘incidence • Circuits en série, en parallèle et autres types de circuits des cellules solaires • Fabrication de cellules solaires • Différents types de cellules solaires • Structure d‘un accu solaire • Différents types d‘installations solaires • Structure d‘un réseau isolé avec accumulateur solaire. 4 5 Vos avantages Transmission des connaissances et du savoir-faire par cours multimédia UniTrain Equipement de base pour le fonctionnement Evaluation des données de mesure assistée par ordinateur Système fonctionnant avec une petite tension sûre de 12 V Le système prend en charge la simulation d‘erreurs Durée du cours : env. 4,5 h L‘expérience est soutenue par un cours multimédia Photovoltaïque Advanced 6 Travaux de projet avec des composants industriels Le système d‘apprentissage propose une simulation très réaliste de la course du soleil. Des émulateurs photovoltaïques permettent de réaliser les expériences avec réalisme, même en l‘absence de soleil, directement dans votre laboratoire. La transmission des connaissances et du savoir-faire ainsi que l‘évaluation assistée par ordinateur des données de mesure sont rendues possibles grâce au cours multimédia Photovoltaïque Advanced. Exemple d‘expérience « Photovoltaïque Advanced » EPH 2 Contenus didactiques Etude de modules solaires • Orientation optimale des modules solaires • Relevé de caractéristiques des modules solaires • Etude du comportement en cas d‘ombrage • Etude du mode opératoire de diodes by-pass • Types de circuits de modules solaires Structure d‘installations PV autonomes • Mise en place d‘installations PV • Structure et test d‘une installation PV autonome en mode d‘exploitation direct • Structure et test d‘une installation PV autonome avec batterie • Structure et test d‘une installation PV autonome production d‘une tension alternative de 230 V Structure d‘installations PV en exploitation parallèle avec le réseau • Mise en place, structure et test d‘une installation PV avec alimentation réseau • Mesure de l‘énergie produite par une installation PV • Détermination du rendement de l‘onduleur de réseau • Etude du comportement d‘une installation PV en cas de panne de sect 7 Photovoltaïque Advanced Du soleil au laboratoire « Interactive Lab Assistant » • Instructions multimédia pas à pas • Illustration des bases physiques par des animations faciles à comprendre • Test des progrès d‘apprentissage par des questions avec outil d‘évaluation des réponses • Evaluation des données de mesure assistée par ordinateur • Démarrage d‘instruments de mesure virtuels directement depuis les instructions permettant de réaliser les expériences Module solaire avec émulateur d‘altitude • Réglage de l‘angle du soleil en fonction de la position (degrés de latitude), de la date et de l‘heure • Réglage d‘inclinaison du module solaire • Module solaire polycristallin 10 W • Lampe halogène 500 W avec variateur • Emulation réaliste de la course du soleil 8 Photovoltaïque Professional Installations PV modernes en mode parallèle avec le réseau Le montage d‘installations PV en parallèle avec le réseau est présenté de façon très réaliste. Les techniques de de rating de l‘onduleur et le transformateur réglable du réseau local sont utilisés pour stabiliser le réseau électrique. La transmission des connaissances et du savoir-faire ainsi que l‘évaluation assistée par ordinateur des données de mesure sont rendus possibles grâce au cours multimédia Photovoltaïque Professional avec le logiciel SCADA Power Lab. Exemple d‘expérience « Structure d‘installations PV en exploitation parallèle avec le réseau » EPH3 Contenus didactiques Etude de modules solaires • Enregistrement de la courbe journalière et annuelle • Orientation optimale des modules solaires (augmentation du rendement énergétique) • Relevé de caractéristiques des modules solaires Structure d‘installations PV en exploitation parallèle avec le réseau • Mesure de l‘énergie produite par une installation PV • Limitation de puissance de l‘onduleur PV (derating) • Détermination du rendement de l‘onduleur de réseau • Réponse au réglage de l‘onduleur réseau, tracking MPP • Enregistrement des données de rendement via émulateur de course du soleil • Etude du comportement d‘une installation PV en cas de panne de secteur • Rentabilité d‘installations photovoltaïques Régulation de tension dans le réseau local • Transformateur de réseau local • Limitation de puissance de l‘onduleur PV (derating) • Régulation automatique de la tension dans le réseau local • Intégration d‘installations PV modernes dans le smart grid 9 Vos avantages • Simulateur de la course du soleil • Technologie ultramoderne avec derating • Alimentation réseau triphasée • Commande, observation et contrôle avec SCADA • Emploi de composants industriels • Mise à disposition de la puissance réactive • Transmission des connaissances et du savoir-faire par le cours multimédia « Interactive Lab Assistant » • Réalisation flexible des expériences avec un module solaire ou une reproduction solaire réalistes Photovoltaïque Professional Reproduction du panneau solaire avec l‘émulateur solaire (puissance 1,5 kW) Emulateur PV avec ombrage Rayonnement hebdomadaire Onduleur photovoltaïque industriel avec contrôle par logiciel SCADA SCADA avec derating de l‘onduleur PV 10 Contenus didactiques • Montage et installation de l‘accumulateur • Mise en service de l‘accumulateur • Interaction entre installation PV et accumulateur • Augmentation de la propre consommation par l‘accumulateur d‘énergie Etude d‘accumulateurs de batterie avec des installations PV Un accumulateur électrochimique avec une installation photovoltaïque a pour objectif de décaler la production de courant pendant les périodes de consommation ou la consommation pendant les périodes de production. Pour cela, l‘énergie (solaire) disponible doit être générée, puis stockée, afin de pouvoir être utilisée pendant les périodes de besoin en énergie. Aussi, les principaux enjeux d‘un accumulateur électrochimique sont les suivants : • Augmentation de la propre consommation • Sécurité d’approvisionnement par une alimentation de secours Page uploads/Industriel/ tp-energie-renouvelable.pdf