Modélisation et Analyse du comportement d'un Bâtiment équipé d'un Système Multi Sources d'énergie - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2014

Modelisation and analysis behavior of a building equipped with multi sources energy systems

Modélisation et Analyse du comportement d'un Bâtiment équipé d'un Système Multi Sources d'énergie

Résumé

The studied problem is the management of a multi-energy systems dedicated to buildings and their loads in urban areas. The energy can be supplied by photovoltaic panels, wind turbines, solar thermal collectors and can be stored in batteries. Such systems requires a good strategy for monitoring, control and eective management. This needs a good strategy which is based on ecient systems modeling and analysis. In a rst step we develop a reliable model of a building composed by three rooms and various domestic loads such as washing machine, freezer, refrigerator and some electrical power demands. In order to develop optimized solutions for multiple sources used in urban areas, we develop a realtime simulation model of an example of a realistic system. Thus, the denition of analytical tools to study the problem of energy management allows to reduce primary energy consumption and lower the production of greenhouse gases while covering the energy needs answering demand. After a short state of the art, the building energy requirement and loads, are studied and a real time simulation model is developed in chapter two. In the third chapter, the building is connected to a multiple sources system to produce the required energy. Then a proposed controller is applied for energy management. Chapter 4 is dedicated to improve the Maximum Power Point Tracking for the PV generator, exploiting techniques of Variable Structure Systems for observation and control. Energy production is coupled, for domestic uses, to battery storage (for short and long durations). These same VSAS technique is then used in Chapter 5, for observation, estimation, prediction and management of stored energy.
La problématique est d'étudier la gestion d'un système multi-énergies, en fonction de la demande, dédié au bâtiment en milieu urbain. L'énergie peut être fournie par des panneaux photovolta ïques, une éolienne, des capteurs thermiques et peut être stockée dans des batteries et une pompe à chaleur. L'étude de ces systèmes complexes nécessite une bonne stratégie de contrôle, de commande et la mise au point de méthodes de gestion ecace. Le travail consiste à réaliser un modèle able et une simulation (réaliste en temps réel) du syst ème multi-sources et d'un bâtiment de trois pièces, avec diérentes charges domestiques, comme une machine à laver, un congélateur, un réfrigérateur et des systèmes de chauage. Un système de gestion des sources d'énergie qui permet d'ajuster et d'optimiser la consommation d'une façon adaptée aux ressources énergétiques disponibles tout en satisfaisant la demande et maximisant le confort des occupants dans le bâtiment est ensuite étudié. Ainsi, la dénition d'outils d'analyse permettra d'étudier le problème de la gestion de l'énergie pour réduire la consommation d'énergie primaire et baisser la production de gaz à eet de serre tout en couvrant les besoins énergétiques et en répondant à la demande. Après un état de l'art, le besoin en énergie d'un bâtiment et ses charges, en temps réel, est étudié pour développer un modèle de simulation (chapitre 2). Ensuite, dans le chapitre 3, le bâtiment est couplé à un système multi-sources pour la production de l'énergie nécessaire à la demande. L'avant dernier chapitre est dédié à l'amélioration de la poursuite du point de production maximale d'énergie qui peut être fournie par le générateur PV, en exploitant des techniques d'observation et de commande pour Systèmes Automatisés à Structure Variable (SASV). La production d'énergie est couplée, en plus des charges d'utilisation domestique, à un stockage sur batterie. Ces mêmes techniques SASV sont ensuite exploitées, dans le dernier chapitre, pour l'observation, l'estimation et la prédiction des réserves et la gestion de l'énergie stockées sur batterie.
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Dates et versions

tel-01128926 , version 1 (10-03-2015)

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  • HAL Id : tel-01128926 , version 1

Citer

Mouna Abarkan, M'Sirdi Nacer Kouider. Modélisation et Analyse du comportement d'un Bâtiment équipé d'un Système Multi Sources d'énergie. Physique [physics]. Aix Marseille Université et l'Université Sidi Mohamed Ben Abdellah, 2014. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01128926⟩
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