Perfectionnement et expertise des systèmes énergétiques complexes incorporant des sources renouvelables : Application au système hybride éolien-PV avec batteries sur un site national.

Abstract

Cette thèse présente un travail d’expertise et d’amélioration d’un système hybride éolien-photovoltaïque autonome selon plusieurs aspects : modélisation, simulation, contrôle ainsi l’évaluation économique, technique et écologique. Ce système est dimensionné afin d’alimenter huit consommateurs électriques dans la ville de Mostaganem. Dans le but de réaliser un dimensionnement optimal et efficace, nous avons employé une méthode d’optimisation méta-heuristique appelée Multi-objective Grey Wolf Optimization (MOGWO). Alors, nous avons commencé le travail par une présentation du site choisi, les données nécessaires et les modèles mathématiques de chaque composant du système hybride. Ces modèles permettaient de développer un simulateur du système complet sur le logiciel MATLAB. Puis, une comparaison entre deux stockages pour le système hybride à savoir la batterie et la station de transfert d’énergie par pompage (STEP) a été établie. Les résultats montrent que pour une certaine marge de fiabilité les systèmes hybrides connectés à la STEP sont les plus rentables économiquement par rapport aux systèmes hybrides avec batteries. Ensuite, une comparaison entre le prix d’électricité du réseau national et les systèmes hybrides étudiés a montré que l’électricité du réseau national est moins chère à celui des systèmes hybrides, cependant ils restent un choix plus écologique en termes des émissions de CO2. Finalement, nous avons mis en œuvre une stratégie de contrôle et de gestion d’énergie originale dans le simulateur afin de raccorderd’une part le stockage mixte (STEP-batterie) au système hybride, et d’autre part d’examiner le bon fonctionnement du système complet. Les résultats de notre analyse indiquent que la commande proposée réduit énormément le coût d’électricité et favorise le déploiement des énergies renouvelables en surmontant les inconvénients de stockage comme le réservoir supérieur de la STEP qui nécessite une large surface terrestre.