Conception et simulation du fonctionnement d’une unité de stockage/déstockage d’électricité renouvelable sur méthane de synthèse au moyen d’un co-électrolyseur à haute température réversible : Approches stationnaire et dynamique

Résumé : L'objectif de cette thèse est de concevoir, d'évaluer les performances énergétiques et d'étudier le comportement en régime transitoire pendant les opérations de chauffage et de démarrage d'un procédé réversible Power To Gas qui est une solution pour l'intégration des énergies renouvelables dans le mix énergétique. L'évaluation des performances énergétiques montre que 66,7% de l'énergie électrique entrante est stockée sous forme de substitut du gaz naturel et que les pertes concernent principalement les étapes de conversion en particulier la conversion AC/DC, la co-électrolyse et la méthanation. Le déstockage de l'électricité (Gas To Power) est réalisé en inversant le RSOC en mode SOFC alimenté par le gaz de synthèse (H2 et CO) produit dans un tri-reformeur. Ce procédé est autonome énergétiquement et produit de la chaleur inexploitée qui est à l'origine de sa faible efficacité de 40%. Une étude de la réponse en régime transitoire est conduite en développant des modèles dynamiques du co-électrolyseur réversible, des réacteurs et des échangeurs par le biais de deux logiciels: Matlab et Dymola. Les résultats permettent de préciser la pénalité énergétique et de revoir l'architecture du procédé prédéfinie en régime stationnaire. Plusieurs stratégies ont été étudiées afin d'optimiser le temps de démarrage et l'énergie consommée. Il s'est avéré que le RSOC est le composant qui consomme le plus d'énergie (71% de l'énergie totale) et qui nécessite le plus de temps de démarrage (60% du temps total) à cause de la quantité du gaz utilisée pour le chauffage et du temps important qu'il faut respecter afin d'assurer une augmentation en température progressive qui évite la détérioration des cellules.
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Thèse
Energie électrique. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2015. Français. 〈NNT : 2015ENMP0044〉
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Contributeur : Catherine Daire <>
Soumis le : jeudi 16 juin 2016 - 15:22:34
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Hanaâ Er-Rbib. Conception et simulation du fonctionnement d’une unité de stockage/déstockage d’électricité renouvelable sur méthane de synthèse au moyen d’un co-électrolyseur à haute température réversible : Approches stationnaire et dynamique. Energie électrique. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2015. Français. 〈NNT : 2015ENMP0044〉. 〈tel-01299552v2〉

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