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Electricité solaire : état de l’art de la recherche à une application industrielle Conférence TechnoArk, 29 Janvier 2016 Luc Dufour, Assistant Doctorant Institut Informatique de Gestion [email protected] Techno-Pôle 3 – CH-3960 Sierre Mariam Barque, Assistant Scientifique Institut Informatique de Gestion [email protected] Techno-Pôle 3 – CH-3960 Sierre Dominique Genoud, Professeur Institut Informatique de Gestion [email protected] Techno-Pôle 3 – CH-3960 Sierre

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Electricité solaire : état de l’art de la recherche à une

application industrielle

Conférence TechnoArk, 29 Janvier 2016

Luc Dufour, Assistant Doctorant

Institut Informatique de Gestion

[email protected]

Techno-Pôle 3 – CH-3960 Sierre

Mariam Barque, Assistant Scientifique

Institut Informatique de Gestion

[email protected]

Techno-Pôle 3 – CH-3960 Sierre

Dominique Genoud, Professeur

Institut Informatique de Gestion

[email protected]

Techno-Pôle 3 – CH-3960 Sierre

HES-SO Valais-Wallis Page 3

Sommaire

• Vision moyen et long terme : le solaire, alternative vraiment crédible ?

• Vision court terme : cas réel d’industrialisation d’un outil d’aide à la décision

• Axes de recherches étudiés à court terme

• Conclusion

HES-SO Valais-Wallis Page 4

• Capteurs passifs

• Capteurs à eau pour l’eau chaude sanitaire, et éventuellement apport

aux besoins de chauffage

Les différentes technologies solaires :

Chaleur pour bâtiments

HES-SO Valais-Wallis Page 5

• Marché à 80 % chinois

• 1 m2 de capteur = 800 Wth

• = 400 kWh utiles par an

Les différentes technologies solaires :

Chaleur pour bâtiments

Parc fin 2014

Evolution du parc mondial sur

les 10 dernières années

HES-SO Valais-Wallis Page 6

• Capteurs photovoltaïques

• Innovation : Capteurs photovoltaïques –

thermiques (électricité et chaleur)

Les différentes technologies solaires :

Electricité pour bâtiments

HES-SO Valais-Wallis Page 7

• Capteurs fixes, mobiles

• Avec ou sans concentration

Les différentes technologies solaires :

Photovoltaïque pour réseaux

PV avec suivi du soleil

PV avec panneaux fixes

HES-SO Valais-Wallis Page 8

• Marché mondial

• Parc : 178 GW fin 2014

• Prévu : 540 GW en 2020

• Problèmes :

– Intermittence,

– Prévisibilité de la

production

– Stockage cher

Les différentes technologies solaires :

Photovoltaïque pour réseaux

HES-SO Valais-Wallis Page 9

• Permet de produire selon la demande du réseau et de créer de l’emploi local

• Seulement 5 GW (Espagne, USA …) mais 20 GW programmés en Chine dans

les 5 prochaines années

• 10 % en 2050 ( Scénario Médian de l’aie, agence internationale de l’énergie)

Les technologies solaires (2) : Les centrales solaires

La centrale d’Ivanpah

en Californie : 375 MW

2014

HES-SO Valais-Wallis Page 10

• Pour les bâtiments individuels

performants

• Surface de captation suffisante

• Autonomie (en énergie annuelle)

• Autoconsommation de l’électricité

• Verrou :

– gestion optimale de l’offre et de la

demande,

– acquisition traitement en temps réel

– prévisions à t + 15 minutes

• Pour les réseaux

• Actuellement, pas plus de 30 % de

sources intermittentes

• Possibilités de dépasser avec

stockage (centrales solaires)

• Amélioration des rendements des

centrales (autour de 15 %

actuellement)

• Stockage plus performants

L’avenir du solaire

Entre 30 et 50 % de l’électricité

mondiale en 2050 à partir du solaire( Scénario Médian de l’aie, agence internationale de l’énergie)

HES-SO Valais-Wallis Page 11

Industrialisation d’un outil d’aide à la décision

• Partenaires projet

IEM

ICARE

IIG

ISI

HES-SO Valais-Wallis Page 12

• Objectifs

– Prévision de la production solaire

– Prévision de la mini-hydraulique

– Plateforme de visualisation des prédictions

Industrialisation d’un outil d’aide à la décision

HES-SO Valais-Wallis Page 13

Méthodologie : Processus Logiciel

STOCKER

Créer une base de données de stockagede tous les capteurs

SE CONNECTER

Créer la connexionentre la base de données et le software d’analyse

PREPARER LE DATASET

Format, Détection de valeurs manquanteset aberrantes,

statistiques)

PREDIRE

Production photovoltaique

EVALUER

Référence et Réalité

Prédiction et réalité

ENVOYER

Définir des formats d’envoi de donnéesvers ( une DB, un site web, un automate…)

Processing

Normes

SIA

HES-SO Valais-Wallis Page 14

• Données

• Prédiction

– Technique : Méthode d’apprentissage supervisée

– Modèle : Réseau de Neurones, Ensemble d’arbre de décision, Analyse combinatoire

2014 : Données horaires

2011-2013: Données horaires

Méthodologie : implémentation

Historique de

production PV (kW/h) Apprentissage

Prédiction

Prévisions météo

Mesures météo

HES-SO Valais-Wallis Page 15

Livrable

Plateforme Web

Publication

• Publication IEE IMIS 2015,

«Solar production prediction based on

non linear meteo source adaptation»

0

50

100

150

200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

kW

h

Hour

J+1

Best paper award

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Suites recherches court terme

PilotagePrédictions

à t + 15min

Suite projet

• Prédiction du parc photovoltaique

• Prédiction de la mini-hydraulique