Pr. HADDAD SalimRector

Laboratoire de Recherche en Génie Mécanique & MatériauxChef d’équipe Conversion et systèmes énergétiqueContact / s.haddad@univ-skikda.dz

Vers l’intégration massive des ENR dansle réseau algérien

Workshop on Renewable Energy- WRE- December, 04th2019

NECESSITES:

Limitation consommation des ressources de combustibles fossiles:

Pétrole 40 ans ? Gaz 60 ans ? Charbon 200 ans ?

Réduction effet de serre => réduction production C02 (Protocole de Kyoto 1997)

Combustion des combustibles fossiles: augmentation de la

concentration de 30% depuis l’ère pré-industrielle

Augmentation de la demande d’énergie:

Accès progressif à l’électricité de 1,6 Milliard de personnes

OPPORTUNITES:

Développement énergétique durable.

Ouverture du marché de l’énergie électrique.

Développement d’une production décentralisée

Volonté politique de développement des Energies Renouvelables:

Prix d’achats « incitatifs »

POURQUOI ?

QUELQUES DATES …

• 11 décembre 1997: Adoption d’un Protocole à la Convention sur le climatdit "Protocole de Kyoto", lors de la 3ème Conférence des Nations unies surles changements climatiques. Il engage 38 pays industrialisés à réduire lesémissions de gaz à effet de serre de 5, 2% en moyenne d’ici 2012, parrapport au niveau de 1990.

• 16 février 2005 : Entrée en vigueur du Protocole de Kyoto, après saratification par 141 pays (à l'exception des Etats-Unis et de l'Australie quicomptent pour plus d’un tiers des gaz à effet de serre du mondeindustrialisé mais qui n'ont pas ratifié le Protocole).

Energies renouvelables

2000 2001 2002 2010

Productiond’électricité parEnergiesrenouvelables

76,24 TWh

17,6 %

83,25 TWh

18,4 %

70,62 TWh

15,7 %

106 TWh

21 %

Overview

• Solar-derived renewables

Photovoltaic (PV)

Concentrating Power Systems

Biomass

Ocean Power

Wind Power

Hydro Power

• Earth derived renewables

Geothermal

Electricity production from renewables

GEO-THERMAL

HYDRO

Pr. Yahia BaghzouzUNLV USA

World Electricity Generation

Pr. Yahia BaghzouzUNLV USA

Concentrating Solar Power (CSP)

• Les technologies CSP utilisent des miroirs pourréfléchir et concentrer la lumière solaire sur desrécepteurs qui collectent l’énergie solaire et laconvertissent en chaleur.

• Cette énergie thermique peut ensuite être utiliséepour produire de l'électricité via une turbine à vapeurou un moteur thermique entraînant un générateur.

• Les systèmes CSP sont généralement classés enfonction de la manière dont les différents systèmescollectent l’énergie solaire.– The linear system

– The tower system

– The dish system.

Linear CSP Systems

• Les capteurs linéaires CSP captent l’énergie du soleilgrâce à de grands miroirs qui réfléchissent et focalisentla lumière du soleil sur un tube récepteur linéaire.

• Le récepteur contient un fluide qui est chauffé par lalumière du soleil puis utilisé pour créer de la vapeur quifait tourner une turbine entraînant une génératrice àproduire de l’électricité.

Pr. Yahia BaghzouzUNLV USA

ISCC (Hassi R'mel, Algeria) – 20 MW

Power Tower CSP Systems

• Des miroirs plats et orientés vers le soleil (héliostats)concentrent la lumière du soleil sur un récepteur situé ausommet d'une tour. Un fluide caloporteur chauffé dans lerécepteur est utilisé pour générer de la vapeur, laquelle estutilisée par le turbogénérateur pour produire de l'électricité.

• Certaines centrales électriques utilisent de l'eau / de la vapeurcomme fluide caloporteur. D'autres conceptions avancéesexpérimentent le sel de nitrate fondu en raison de sescapacités supérieures de transfert de chaleur.

Power tower CSP in Nevada:Tonoph – 110 MW

Pr. Yahia BaghzouzUNLV USA

Dish/Engine CSP Systems

• Un concentrateur solaire à suivi du soleil réfléchit le faisceau delumière solaire concentrée sur un récepteur thermique qui captela chaleur solaire.

• L'unité de conversion de puissance comprend le récepteurthermique et le moteur / générateur. Un récepteur thermique peutêtre un groupe de tubes avec un fluide de refroidissement,généralement de l'hydrogène ou de l'hélium, qui constituegénéralement le fluide caloporteur et le fluide de travail d'unmoteur..

Dish CSP

• Actuellement, le type de moteur thermique le pluscouramment utilisé dans les systèmes plat / moteur est lemoteur Sterling, dans lequel le gaz chauffé déplace lespistons et crée une puissance mécanique.

• La connexion au réseau se fait par une machine à induction.

Heat engine concept

Dish/Engine CSP Systems – (AZ & NM)

Dish-Engine CSP Testing @ UNLV

Pr. Yahia BaghzouzUNLV USA

• La biomasse peut être utiliséepour produire un gaz riche enénergie ou du biogaz - commedu gaz naturel. La biomassepeut également être transforméeen un carburant tel quel'essence - le maïs et le blépeuvent être transformés enéthanol.

• La biomasse peut égalementêtre utilisée pour produire del'électricité.

Biomass Energy

• As of 2016, nearly 6000 landfills have operating gas toenergy projects in the United States.

Source: http://www.eia.gov/biogas/

Biomass Energy from landfills

• L'énergie peut être extraite de la puissance desvagues, de la marée ou des courants océaniques

Ocean Power

Wind Power … inland and offshore

California wind Farm: 4,500 MW

Pr. Yahia BaghzouzUNLV USA

• L'hydroélectricité repose sur lecycle de l'eau. Ici:

• L'énergie solaire chauffe l'eau à lasurface, provoquant sonévaporation.

• Cette vapeur d'eau se condenseen nuages et retombe à la surfacesous forme de précipitation (pluie,neige, etc.).

• L'eau retourne dans les océanspar les rivières, où elle peuts'évaporer et recommencer lecycle

Hydropower

• Les centrales à vapeur sècheutilisent de la vapeur provenantdirectement d’un réservoirgéothermique pour faire tournerles turbines du générateur. Lapremière centralegéothermique a été construiteen 1904 en Toscane, en Italie..

Geothermal

C’est quoi un VH

Qu’est ce qu’un véhicule hybride ?

C’est un véhicule qui utiliseau moins deux sources ousupport de stockage et deuxconvertisseurs d’énergiedifférentes

Véhicule multi source si ildispose plus de deuxd’éléments de stockaged’énergie

Typ

ed’h

ybridatio

n

Para

llèle

série

Taille réduitMoteur Therm

Divers modes defonctionnements

Meilleureéconomie

Complexité decontrol

Liaison directemoteur-trans

Découplagemoteur-transmission

Pollution Min Faible

rendement 2 passage de

conversiond’énergie

Sources d’énergie

Sources et support de stockage d’énergie

1. Diesel , essence, bio carburant pour les moteurconventionnel

2. Hydrogène , méthanol et essence pour lesvéhicule hybride utilisant les pile a combustible

3. L’énergie électrique a partir du réseauxélectrique pour les plug-in hybrid vehicle

L’énergie solaire

Cellule photovoltaïquepour le chargementdirecte des batteries

Cette technologieprésenter par Ford

1000 Km de porté Consommation 2,5

L/100 Km

• Station de chargementsolaire

• Permet d’ateindrel’applétation de véhiculea 0 émissions

• Installation facile auendroit isolé et loin deréseaux électrique

• Hydrogène généré parl’énergie photovoltaïque

• Injecter des les chambrede combustion d’un MCI

• Carburant économisé11%

Ré

cu

pé

ratio

nd

’én

erg

ie

• Récupération d’énergie defreinage

• Le moteur fonctionne enmode génératrice oualternateur

• De convertisseurs statiqueréversible gère ce fluxd’énergie afin de charger lessupport de stockage

Suivant la machine électrique et le convertisseurstatique plusieurs technique de commande sont

utilisé pour géré ce flux d’énergie:

Le Control robuste La commande par logique flou

• Les batterie et lessupercondensateur sontpeuvent stocker l’énergierécupérer de l’inertie del’automobile

Limité par le courant de chargementmaximal du support de stockage

Augmente la duré de viede batterie en évitent ladécharge total

Réseau Multi sources

30

S.BACHA G2elabGrenoble

s4

Diapositive 30

s4 Le Bâtiment ; un secteur le plus consommateur d’électricité,

Le secteur de bâtiment représente 43% de la consommation totale du pays en énergie primaire. Pour cette raison, le bâtiment est considérécomme un énorme gisement potentiel d’économies d’énergie, d’où l’existence de nombreux travaux de recherche sur ce thème.Une solution pour la gestion des flux énergétique dans le bâtiment en gérant les équipements du système bâtiment.

La maîtrise de l’énergie dans le bâtiment, il est possible non seulement, d’atténuer les problèmes environnementaux mais aussi de préserver lastabilité du réseau électrique en garantissant l’équilibre entre la production et la consommation.salim; 02/12/2015

Quels sont les obstacles au largedéploiement des ENRs En Algérie ?

Problème de l'intégration du renouvelable au réseau de distribution

* Perturbations majeures liées au réseau algérien* comment fournir des services systèmes locaux et répondre aux grid

codes en algérie

- Le véhicule électrique en tant que futur acteur* Recharge de véhiucles électrique coordonnée avec la disponibilité

du renouvelable

Quels sont les obstacle au large déploiement de l'éolien en Algérie :* Est ce un problème de ressource éoliene?* Cadres réglementaires (zone d'exclusion radar aviation civile , militaires, radar

météo)* Est ce un problème de réseau?

Acceptation sociale du renouvelable , rentabilité économique

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Quels sont les projets d’intégration desENRs En Algérie ?

Intégration de 20 GW dans le réseau algérien

Technologie : Photovoltaïque PV

Thermodynamique : pur

hybride (stockage thermique)

Questionnements : Qui va faire Quoi!!

Evaluation & caractérisation des ressources

Acheminement & distribution : paradigme (gestion, architecture et économie)

Pénétration de 50% de renouvelables : problèmes !!

stabilité

gérer les actifs

Les Acteurs de la nouvelle architecture :

sonatrach (product), sonalagaz (production –transport et distribution) , CDER (evaluation desressources) et Université (recherche)

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Example of clouds over the DeSoto PV Site (Central Florida)System Type: Single-Axis TrackingSystem Rating: 25 MW

Solar variability is influenced by cloud type,size and speed

Solar variability is influenced by cloud type, size,and speed.

Variability and Uncertainty of Wind Power

Like solar resources, wind power can be highly variable due tosudden changes in wind speed, and uncertain as timing of thisvariable generation is less predictable.

Source: NREL

PV Power variability of local 14 MW plant

Due to lack of inertia, PV power can change rapidly undercloudy skies, many times per day!

Politique de Développement des ENR’sa l’université de Skikda

depuis 2012

36

Projets de Recherche en ENR àl’université de Skikda

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Réalisation d’une plateforme expérimentale à l’université de Skikdapour la gestion optimale des flux énergétiques dans le bâtimentaxée autour de l’énergie photovoltaïque

Code du projet : rtn-ea 004

Equipe du projet

Pr. MEFTAH Ali (Chef du

Projet)

Pr. OTMANI Amara

Dr. HADDAD Salim

Pr. OMEIRI Djamel

Ce projet consiste à la création, d’une plateforme expérimentale, pourvérifier les calculs théoriques sur la gestion optimale des flux

énergétiques dans le bâtiment axée autour de l’énergie photovoltaïque etdévelopper des recherches multidisciplinaires dans le cadre de la

valorisation des énergies renouvelables notamment solairephotovoltaïque.

Le bâtiment abritant les laboratoires de recherche sera l’unité pilote pourla réalisation de ce projet.

Il s’agit de créer d’une partun système de raccordement électrique composé d’un module de

couplage et de gestion des multi sources (réseau, panneaux solaires,stockage et groupe électrogène) et d’un module de gestion des charges

(équipements scientifiques, refroidissement d’eau, climatiseurs, éclairage,chauffage électrique....)

et d’autres part de réaliser un système expert qui reçoit les informationset les mesure, estime les besoins énergétiques et les productionsdisponibles afin d’optimiser les commandes de sources et charge.

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Tâches, Activités et Etapes réalisées:

-Mise à jour de la bibliographie.

-Acquisition et installation de 03 panneaux solaires sur la terrasseabritant notre laboratoire de recherche LRPCSI.

-Acquisition d’un analyseur d'implantations photovoltaïquesGREENTEST FTV100 muni d’un pyranomètre.

-Des codes de calculs ont été implantés et des tests ont été réalisés.Des algorithmes d’optimisation, de réglages et de contrôle sont en voied’adaptation. Ce qui permettra une modélisation multi physique et multiobjectifs.

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GREENTEST FTV100 Pyranomètre et accessoires decommunication. Transmission en

temps réel de données.

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Travaux réalisés dans le cadre demémoires Master depuis 2012

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Pompage Photovoltaïque / OUMARA Ahmed. Optimisation de la Production d'un système éolien Cas- site de kabarten ADRAR.

KHIDAOUI Houcine. Etude d'un système Eolien a base d'une génératrice MADA/ CHIHANI Hamou. Gestion de l'énergie dans un bâtiment multi sources,/Bouakkaz Abderraouf. Dimensionnement d'une installation photovoltaïque cas Bâtiment génie mécanique –

université de skikda/Ould Mohamed lemine moulaye smail. Impact de la production photovoltaÏque sur la qualité de l'énergie électrique.,

KHOUDIRI Abderrahmane. Optimisation du dimensionement d’une installation photovoltaique. Mémoire Conception et réalisation d’un capteur hybride PV/T à concentration. MEKITA Okba. Conception et réalisation d’une nouvelle configuration de capteurs hybrides PVT.

Chouit Abderahmane . Etude sur l’amélioration énergétique des capteurs solaires. Gherbi SAAD. Application du plan de maintenance pour les centrales solaires. Mechtouf Elaboration d’un logiciel de dimensionnement des systèmes photovoltaique sous

interface Matlab. Djerab Mehdi Etude, conception et réalisation d’une mini centrale hybride autonome « capteurs

PVT ». Djebari Etude , Conception d’un Chauffage collectif solaire , Garouche Hamza 2016

Elaboration d’un logiciel de dimensionnement des systèmesphotovoltaïque sous interface Matlab

Conception et Réalisation d’un CapteurHybride PVT

Conception et Réalisation d’un CapteurHybride a Concentration

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Formations en énergies renouvelables 2019-2020Public concernéCette formation est destinée aux Techniciens, Ingénieurs et toutes autres personnesdésirantes apprendre les métiers des systèmes solaires photovoltaïques.

Systèmes photovoltaïquesContenu de la formation

Gisement solaireLa cellule solaireLa conversion photovoltaïqueApplication des ENRLes systèmes photovoltaïquesInstallation, entretient et maintenance de systèmes photovoltaïquesEtude du système de stockage pour les systèmes autonomesDimensionnement des systèmes photovoltaïquesEtude de cas réels

Déroulement de la formationLa formation va se dérouler sous forme de cours et de travaux pratiques a l’universitéde SkikdaI.4. Durée de la formation : 04 Jours

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