Energy Storage Technologies for Smoothing Power Fluctuations in Marine Current Turbines

With regard to marine renewable energies, significant electrical power can be extracted from marine tidal current. However, the power harnessed by a marine current turbine varies due to the periodicity of the tidal phenomenon and could be highly fluctuant caused by swell effect. To improve the power quality and make the marine current generation system more reliable, energy storage systems will play a crucial role. In this paper, the power fluctuation phenomenon is described and the state of art of energy storage technologies is presented. Characteristics of various energy storage technologies are analyzed and compared for marine application. The omparison shows that high-energy batteries like sodiumsulphur battery and flow battery are favorable for smoothing the long-period power fluctuation due to the tide phenomenon while supercapacitors and flywheels are suitable for eliminating short-period power disturbances due to swell or turbulence phenomena. It means that hybrid storage technologies are needed for achieving optimal performance in marine current energy systems

Une nouvelle stratégie de contrôle basé sur le concept de statisme pour la synchronisation et le partage de puissance dans un micro réseau autonome dans le nord du Canada

Dans la majorité des réseaux isolés, l’électricité est produite exclusivement grâce à des générateurs diesel. Mais, le diesel est coûteux et responsable de l’émission de gaz à effet de serre. Dans la plupart de ces cas, il n’est pas raisonnable d’imaginer connecter ces réseaux isolés au réseau principal, pour des contraintes de coûts principalement. Ainsi l’intégration de sources d’énergies renouvelables dans ces petits réseaux aurait un impact positif sur la quantité de diesel utilisée et donc sur la qualité de l’air, mais également sur le coût de production de l’électricité. Seulement, le fonctionnement en parallèle de différentes sources d’énergie au sein d’un réseau isolé nécessite des algorithmes de contrôle sophistiqués. Ainsi, dans ce travail de recherche, le système étudié est composé de deux génératrices diesel, d’une éolienne, de panneaux solaires et de batteries. Une nouvelle stratégie de contrôle base sur le concept de statisme est présentée. Cette stratégie de contrôle vise à atteindre de hautes performances lors de la synchronisation entre les sources d'énergie et à assurer un bon partage des puissances dans un système de production d'énergie hybride autonome. La synchronization des deux générateurs diesel est assurée grâce à la compensation de courant croisé. Une method de Perturbation et Observation est utilisée pour extraire le maximum de puissance de l'éolienne à vitesse variable, sans utiliser de capteur de vitesse. Pour obtenir des performances élevées du générateur photovoltaïque, aucun algorithme MPPT n'est utilisé. Le convertisseur CC-CC hacheur-élévateur utilisé pour réguler la tension du bus CC est utilisé pour extraire la puissance maximale du générateur photovoltaïque. Ce convertisseur CC-CC hacheur-élévateur est également utilisé pour assurer un nivellement de la puissance par temps et par variation de charge. Enfin, les résultats de la simulation obtenus montrent des performances satisfaisantes en présence de conditions difficiles, telles que des variations de charge et de conditions météorologiques

Energy Storage Technologies for Smoothing Power Fluctuations in Marine Current Turbines

With regard to marine renewable energies, significant electrical power can be extracted from marine tidal current. However, the power harnessed by a marine current turbine varies due to the periodicity of the tidal phenomenon and could be highly fluctuant caused by swell effect. To improve the power quality and make the marine current generation system more reliable, energy storage systems will play a crucial role. In this paper, the power fluctuation phenomenon is described and the state of art of energy storage technologies is presented. Characteristics of various energy storage technologies are analyzed and compared for marine application. The comparison shows that high-energy batteries like sodiumsulphur battery and flow battery are favorable for smoothing the long-period power fluctuation due to the tide phenomenon while supercapacitors and flywheels are suitable for eliminating short-period power disturbances due to swell or turbulence phenomena. It means that hybrid storage technologies are needed for achieving optimal performance in marine current energy systems