Problème de la motorisation d'un véhicule électrique, 1ère partie

National audienceCet article, en 2 parties, est issu d'une conférence donnée en 1994 (club EEA). Il pose le problème de la motorisation des véhicules électriques à l'échelle du système. Toute la chaîne de traction est prise en compte en intégrant les moteurs électriques, les convertisseurs électroniques de puissance et les réducteurs éventuels. Les solutions mono-moteurs et multi-moteurs sont évaluées. Les effets d'échelle sur le fractionnement des moteurs et sur les effets de grandes vitesses sont également analysés

Problème de la motorisation d'un véhicule électrique, 2ème partie

National audienceCet article, en 2 parties, est issu d'une conférence donnée en 1994 (club EEA). Il pose le problème de la motorisation des véhicules électriques à l'échelle du système. Toute la chaîne de traction est prise en compte en intégrant les moteurs électriques, les convertisseurs électroniques de puissance et les réducteurs éventuels. Les solutions mono-moteurs et multi-moteurs sont évaluées. Les effets d'échelle sur le fractionnement des moteurs et sur les effets de grandes vitesses sont également analysés

Computing an Optimal Control Policy for an Energy Storage

We introduce StoDynProg, a small library created to solve Optimal Control problems arising in the management of Renewable Power Sources, in particular when coupled with an Energy Storage System. The library implements generic Stochastic Dynamic Programming (SDP) numerical methods which can solve a large class of Dynamic Optimization problems. We demonstrate the library capabilities with a prototype problem: smoothing the power of an Ocean Wave Energy Converter. First we use time series analysis to derive a stochastic Markovian model of this system since it is required by Dynamic Programming. Then, we briefly describe the "policy iteration" algorithm we have implemented and the numerical tools being used. We show how the API design of the library is generic enough to address Dynamic Optimization problems outside the field of Energy Management. Finally, we solve the power smoothing problem and compare the optimal control with a simpler heuristic control.Comment: Part of the Proceedings of the 6th European Conference on Python in Science (EuroSciPy 2013), Pierre de Buyl and Nelle Varoquaux editors, (2014

Design Optimization Methodology for Power Converters based on Global Energy Requirement Criteria. Application to a Flyback DC-DC Structure

International audienceThis paper discusses a design methodology for power electronic converters according to the Global Energy Requirement (GER) criterion, i.e. the primary energy consumption over their entire life cycle. For given specifications of the converter, each power component of a self-oscillating flyback converter and the main control parameters are optimized using scaling laws for given technologies. Models linking sizes of components, loss parameters and embodied energy parameters are presented. Finally a comparison is realized between a GER-designed converters and a classical one (designed from thermal criteria) which concludes to an improvement of efficiency for a given consumption profile

Une approche de dimensionnement sur cycle de vie pour l'analyse du potentiel de la distribution en courant continu dans le bâtiment

National audienceLe nouveau contexte énergétique au sein du bâtiment (apparition des systèmes PV en toiture et des véhicules électriques) pose à nouveau la question de la distribution en continu au sein des bâtiments. Dans un contexte où l'énergie et les impacts environnementaux prennent chaque jour plus d'importance, la quantification des performances d'un tel système selon sa seule phase d'usage (pertes énergétiques) ne répond pas complètement à la question de l'impact global des usages. Dans cette optique nous proposons d'éco-dimensionner les composants constituant ce système sur la base d'une minimisation de l'énergie primaire qu'ils consomment pendant tout le cycle de vie (pertes + énergie grise), l'un des objectifs étant d'évaluer le niveau de tension optimale pour ce réseau de distribution en courant continu. Cet article présente les modèles élaborés pour les éléments de puissance pour déterminer les pertes et l'énergie grise, ensuite des résultats d'optimisation sont présentés. The new energetic context inside building (emergence of photovoltaic array and electric vehicle) should incite us to reconsider the use of DC distribution scheme for building. Since the environmental and energetic impacts become more and more important, the efficiency assessment of such system is nowadays not sufficient to quantify its global environmental impacts. In this context, we propose to eco-design the components of such system minimizing their primary energy consumption during their whole life cycle (from raw material extraction to recycling process). The global aim of our work is to determine the best voltage level for such system according this criterion. This article presents the models which have been developed to assess the primary energy consumption of power electronic components and some eco-designs and sensitivity studies are presented

Investigation of DC distribution by measuring and modelling power supply devices for buildings with PV production

International audienceDue to governmental incentive policies, most of the photovoltaic panels installed in France are connected to the power grid, thus requiring power transformation components. Since any type of load can be potentially fed with direct current, we investigated DC distribution by measuring and modelling power supply devices. This paper presents measurement methods, models and validation, with concrete application for a multimedia workstation. Finally, we expose the prospects of our work whose goal is to optimize the value of DC voltage to minimize energy consumption (especially global energy requirement) throughout the life cycle

Wiring design based on Global Energy Requirement criteria: a first step towards an eco-designed DC distribution voltage

International audienceNowadays, the global energy context leads to a need for the development of distributed Renewable Energy Sources (RES). Since most of them produce direct current while electricity flows in alternative current in the network, the energy produced by RES has to be converted. As modern electrical loads and storage systems can be potentially fed with direct current, the DC distribution scheme need to be evaluated. Then, we need to determine its specification (topology, voltage level, protection device...). Some papers have already shown the reduction of conduction losses induced by a DC distribution [1], others presented some distribution schemes [2] or efficiency analysis [3]-[4] for different voltage levels in a given case study. This paper proposes the first steps of a method for the optimization of the voltage level for a DC distribution scheme according to environmental issues, and focuses on the wire eco sizing. In a first part, we will present our global approach, i.e. the constituent which will be taken into account and the criteria which has been selected before focusing on the wiring design. In a second time, we will present the models and the case studies which have been considered to design wires. And finally we will present our results, comparing our approach with the recommendation made by French standards in our case studies and carrying out a sensitivity study about our working hypothesis

De l'énergie pour tous ?

National audiencePour vivre, l’Homme a besoin d’air, d’eau et de nourriture mais également d’énergie (naguère du feu), pour :- se nourrir,- accéder aux soins médicaux et au confort,- se déplacer,- satisfaire sa curiosité (s’informer, découvrir…)Aujourd’hui, 20% de l’humanité (pays industrialisés) consomme à elle seule les trois quarts de l’énergie primaire globale« manipulée ».Qu’adviendra-t-il si, dans le siècle prochain, les 10 milliards d’hommes, qui vivront probablement, consomment autant que chaquecitoyen américain aujourd’hui ?Il est naturel de souhaiter à tous un accès équitable au confort, à l’information, donc d’une façon générale, à l’énergie.En somme, les Droits de l’Homme pourraient être complétés par un droit à l’eau —on y réfléchit— mais également par un droit àl’énergie.Nous posons alors la question suivante : Disposons-nous des ressources pour offrir à tous une telle consommation énergétique et celane met-il pans en danger l’équilibre subtil de la planète terre ?C’est à la première partie de cette question que nous allons tenter de répondre dans cette conférence, en analysant la consommationhumaine actuelle et les ressources dont nous disposons. Quant à la tolérance de la planète, système hautement complexe, nous la connaissonsencore insuffisamment mais nous tenterons quelques analyses.Nous proposerons enfin, en matière d’énergie, des voies pour un développement durable de l’humanité

Efficacité énergétique

MasterLe document contient un diaporama, des exercices corrigés et un problème.Plan du diaporama : Introduction à l'énergie, Notions de rendementÉmissions de gaz à effet de serreProcédés énergétiques et leur efficacité Réglementation en matière d’efficacité énergétiqueConclusion et règles de base Exercices (avec corrigés) :1- Généralités et analyse de données énergétiques2- Rendements d’un onduleur photovoltaïque3- Amélioration de l’efficacité énergétique du secteur du bâtiment4- Emissions polluantesProblème (avec corrigé) : Fondamentaux de transferts énergétiques, analogies.Charge d’un condensateur par source de tension puis par source de courantCharge mécanique inertielle entraînée par une chaîne réversibl

Caractérisation d'un générateur portable : de l'énergie humaine à l'électricité

National audienceDans cet article, nous nous intéressons à la problématique de l'alimentation des appareils portables liée à la consommation d'accumulateurs et à la dépendance des recharges sur secteur. Le corps humain produit de l'énergie renouvelable, non polluante et de durée de vie élevée : entre chaleur dégagée, lumière reçue et énergie mécanique disponible, cette dernière est déjà exploitée dans diverses applications portables, comme les postes de radio, les lampes ou plus récemment les téléphones portables. Nous proposons dans cet article, une analyse expérimentale d'un générateur intégré dans un poste de radio afin d'en évaluer les avantages et inconvénients puis de proposer des améliorations