Étude économique d’un micro-réseau avec panneaux solaires, batteries de stockage et véhicules électriques

Eddioui, Wafa (2021). Étude économique d’un micro-réseau avec panneaux solaires, batteries de stockage et véhicules électriques. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Avec la croissance de l’utilisation des énergies renouvelables dans les résidences et dans les bâtiments commerciaux en se basant sur des réseaux intelligents, il y a une possibilité d’offrir une variété de choix aux consommateurs dans la façon de gérer l’énergie entre les sources d’énergies vertes, et dans la gestion des stockages afin d’avoir meilleure efficacité aux moindres coûts. Beaucoup d’attentes pèsent sur les véhicules électriques au niveau des réseaux intelligents associés aux architectures V2G et V2B. Les véhicules électriques sont devenus le moyen le plus répandu et le plus fiable dans l’enjeu de l’émission Zéro. Pour cela, ce mémoire a pour objectif d’avoir des VÉ avec l’option V2B, dans le micro-réseau d’un bâtiment commercial, pour bien utiliser des énergies propres et réduire la consommation de l’énergie du fournisseur d’énergie et par la suite réduire les coûts. Désormais, il faut utiliser les VÉ pour le stockage de l’énergie électrique, quand il y a surplus par rapport à la demande du micro-réseau pour pouvoir l’utiliser quand on atteint les puissances maximales du réseau, en se basant sur l’optimisation de la puissance avec une répartition intelligente des énergies.

L’algorithme élaboré prend en compte les énergies vertes générées par la production des panneaux solaires photovoltaïques PV, l’utilisation du système de batteries de stockage d’énergie BESS pour l’effacement de puissance lors de pointes maximales, en plus d’utiliser les véhicules électriques avec l’option V2B pour pouvoir décharger les véhicules électriques dans le bâtiment qui contient le micro-réseau, quand il y a surplus par rapport à la puissance maximale, pour contribuer à l’effacement des pointes maximales atteintes par le réseau en cas de surplus. Les principales conclusions de ce mémoire peuvent être résumées comme suit (i) le calcul du nouveau Pic maximal de puissance se fait au fur et à mesure qu’on avance dans la journée, et se calcule à chaque 5 minutes, pour le mettre à jour, dans la prise de décision de recharge ou décharge des BESS et des VÉ, (ii) les utilisateurs des VÉ sont satisfaits, car la recharge du VÉ , est à 100% avant son départ en tout temps, (iii) les bâtiments commerciaux bénéficient d’une réduction du coût de la puissance, et en conséquent une réduction de la facture d’électricité, on parle d’une économie en coût de puissance pour le cas d’étude, campus ÉTS, soit un gain de l’ordre de 38,000 $ pour l’année 2018, soit une baisse du coût de puissance de l’ordre de 5%. Par conséquent, les utilisateurs, les gestionnaires des bâtiments commerciaux et les fournisseurs d'électricité sont tous satisfaits. Les résultats ont été obtenu selon l’hypothèse suivante (i) La profondeur de décharge du VÉ est de 80%, ce qui respecte sa limite, et augmentera sa durée de vie, (ii) la profondeur de décharge des BESS est de 80%, ce qui respecte sa limite, et augmentera sa durée de vie.

Titre traduit

Economic study of a micro-grid with solar panels batteries storage and electric vehicles

Résumé traduit

With the growth in the use of renewable energy in residential and commercial buildings relying on smart grids, there is an opportunity to offer a variety of choices to consumers in how to manage energy between the sources of green energy, and in storage management in order to be more efficient at lower costs. There are many expectations for electric vehicles in terms of smart grids associated with vehicle to grid (V2G) and vehicle to building (V2B) architectures. Electric vehicles have become the most widespread and reliable in the issue of zero emissions.

To this regard, the present thesis aims to have EVs with the V2B option, in the micro-grid of a commercial building, to properly use clean energies, reduce the energy consumption, and subsequently reduce costs. From now on, it is necessary to use the EVs for the storage of electrical energy, when there is surplus in relation to the demand of the micro-grid to be able to use it when the maximum powers of the grid are reached, based on the optimization of power with intelligent energy distribution.

The algorithm developed takes into account the green energies generated by the production of photovoltaic PV solar panels with the combination with : 1) a battery energy storage system for power cut-off during maximum peaks, and 2) electric vehicles with the V2B option to be able to unload the electric vehicles in the building that contains the micro-grid, when there is surplus in relation to the maximum power, to contribute to the erasure of the maximum peaks reached by the network in the event of surplus.

The main conclusions of this thesis can be summarized as follows (i) the calculation of the new maximum power peak is done as we advance in the day, and is calculated every 5 minutes, for update it, when making the decision to recharge or discharge BESS and EVs, (ii) EV users are satisfied, because EV charging is 100% before departure at all times, (iii) commercial buildings benefit from a reduction in the cost of power, and consequently a reduction in the electricity bill, we are talking about a saving in power cost for the case study, campus ÉTS, in the order of $ 38,000 for the year 2018, a reduction in the power cost around 5%. Therefore, users, managers of commercial buildings and electricity suppliers are satisfied. The results were obtained under the hypothesis as follows (i) The EV’s depth of discharge is 80%, which respects its limit, and will increase its lifetime, (ii) the BESS’s depth of discharge is 80 %, which respects its limit, and will increase its lifetime.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie électrique". Comprend des références bibliographiques (pages 143-146).
Mots-clés libres:	PV, BESS, V2B, V2G, véhicule électrique, batteries de stockage, panneaux solaires, énergies renouvelables
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Dessaint, Louis-A.
Codirecteur:	Codirecteur Dagdougui, Hanane
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt:	17 janv. 2022 17:50
Dernière modification:	17 janv. 2022 17:50
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2836

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