Comparaison entre les outils de simulation présentés

A partir de l’ensemble d’outils présentés précédemment on peut tirer leurs points de différence. Ces points de différence sont nécessaires pour évaluer les performances caractérisant chacun. Ainsi, il impo rtant de citer les spécifications propr es de ces outils de simulation et/ou de dimensionnement et leurs spécifications commune s. Les outils définis dans cette étude sont utilisés po ur la simulation et/ou po ur le dimensionne ment des SMS d’électrification.

La Table 3.1 illustre quelque de différence entre les outils de simulation présentés précédemment [CSe11], [BGu13], [TLa06].

Layadi T M……….………..……….……..……..Chapitre 3 89 89 Table 3. 1 : Quelques po ints forts et faibles po ur différents outils de conception.

Outil de

simulation Caractéristiques

HOMER  Simu lation des systèmes hybrides (PV,WT, DG, Batterie , électrolyseurs, réservoirs d’hydrogène, transformateurs et convertisseurs)

 Simu lation des systèmes autonomes et connectés eu réseau

 Analyser le cycle de vie des systèmes

 Un pas de simulation égal à 1h

 Longueur des données de simu lation 1 an (fixe)

iHOGA  Simu lation des systèmes hybrides (PV,WT, DG, Batterie, électrolyseurs, réservoirs d’hydrogène,)

 Permet d’optimiser de dimensionnement et de

fonctionnement

 Un pas de simulat ion égal 1h

 Longueur des données de simu lation 1 an (fixe).

Hybrid2  Simu lation des systèmes hybrides (PV,WT, DG, Batterie )

 Alimentation de charge AC et DC

 Evaluation de la fonction économique du système

 Un pas de simulat ion varie entre 1s à 1h

 Permet l’optimisation du point de fonctionnement des générateurs diesel.

 Longueur des données de

simu lation varie de

quelques minutes à 1 an  Ne permet pas l’optimisation et la gestion d’énergie PV DesignPro

 Simu lation des systèmes photovoltaïques connectés ou non connectés au réseau

 Aucun algorithme

 Un pas de simulat ion 1h

 Longueur des données de simu lation 1 an (fixe)

PVsyst  Simu lation le fonctionnement des systèmes photovoltaïques en sites isolés.

 Permet l’optimisation mono-objectif

 Un pas de simulat ion 1h

 Longueur des données de simu lation 1 an (fixe)

energyPRO  Simu lation des systèmes hybrides (PV,WT, DG et systèmes de stockage)

 Simu lation des systèmes thermiques, électriques.

 Un pas de simulation varie entre 1h à 1j

 Longueur des données de simu lation 1 an (fixe)

Ipsys  Simu lation des système hybrides (PV,WT, DG et Batterie)

 Un pas de simulat ion varie entre 1s à 1h

 Aucun algorithme d’optimisation intégré

 Aucun algorithme de gestion intégré

TRNSYS  Simu lation des systèmes thermiques, électriques

 Un pas de simulat ion varie entre 1ms à 1 jour

 Longueur des données de simulation illimitée

 Aucun algorithme d’optimisation intégré

 Aucun algorithme de gestion intégré

Chaque outil est caractérisé par des spécifications propres. La Figure 3.3 montre les spécifications essentielles des outils de dimensionnement.

Layadi T M……….………..……….……..……..Chapitre 3 90 90 Dans cette dernière figure, nous avons résumé les spécifications qui peuvent être associées aux

moyens de simulation et/ou de dimensionnement. Afin de présenter d’une manière brève et claire les spécifications essentielles de ces logiciels de simulation nous allons limiter sur les spécifications dans les points suivants :

Fiabilité et performance des outils : la plupart des logiciels de simulation et/ou de dimensionnement sont développé s sous forme d’interfaces graphiques (GUI) en utilisant des environnements de programmation différents tels que le C++, Java, C Builder, Fortran,..etc. L’ob jectif de l’interface graphique est de simplifier à l’utilisateur la maîtrise de l’outil logiciel, de faciliter la manipulation des données d’entrées (données climatiques, paramètres de dimensionnement et de simulation) du simulateur. Il permet également de lire en temps réel l’évolut ion des signaux de simulation et de mettre en œuvre une éva luation graphique des résultats de simulation et de dimensionne ment obtenus.

Pas et durée de simulation : Dans les simulateurs des systèmes d’électrification, ces po ints jouent un rôle très important. En effet, la simulation d’un système par un pas de simulation petit (de l’ordre de seconde) augmente la précision des résultats de simulation et de dimensionnement. La durée de simulation représente le temps nécessaire pour l’exécution d’une série de données. Le simulateur est performant par rapport à l’unité de temps, lorsque la durée de simulation est courte par rapport à la taille des vecteurs de données et le pas de simulation minimal choisi. Type du SMS conçu : les systèmes multi-sources d’électrification peuvent être utilisés dans des sites isolés (autonomes ou non connectés au réseau) ou dans des sites connectés au réseau. Dans tous les cas, le SMS est constitué de sources d’énergie différentes. Les sources d’énergie

OUTILS DE DIMENSIONNEMEN T DES SMS Temps de simulation Degré d’adaptation avec les autres outils

de dimensionnement Performances et fiabilité de fonctionnement Logiciels de conception Nombre et type de sources connectées au SMS

Type de tâche réalisée (Optimisation, étude de sensibilité, gestion d’énergie,…) Type du SMS (autonome ou connecté au réseau) Type et taille de vecteurs de données météorologiques Le pas d’échantillonnage ou de simulation

Layadi T M……….………..……….……..……..Chapitre 3 91 91 proposées pour une configuration hybride dépendent de la nature de l’énergie disponible sur le

site d’un côté, du coût et des contraintes de conception d’un autre côté. Alors, l’efficacité de l’outil de simulation et/ou de dimensionne ment reste en relation directe avec le type du SMS, le type de profil de charge (DC ou AC ou hybride) et les objectifs souhaités.

Tâches réalisées par un outil d’analyse : Dans le cas général, tous les outils présentés aupa ravant sont utilisés pour réaliser des tâches bien définies. On appelle un outil de simulation pour un système d’électrification, tout outil capable de simuler le compor tement fonctionnel du système. Dans ce cas, la configuration simulée est proposée par le concepteur. Ainsi, le choix de l’outil de simulation doit être bien adapté au nombre et types de sources d’énergie utilisées (renouvelable ou conve ntionnelles), type de site à alimenter (connecté ou non) et type de profile de charge (continu, alternatif ou hybride).

On appe lle un out il de dimensionnement tout outil qui possède la capacité de simuler le fonctionnement du système d’électrification et de dimensionner les générateurs des SMS. Dans ce cas, le logiciel de dimensionnement permet de concevoir un système d’électrification à partir des données météorologiques du site et d’autres contraintes. Ces contraintes peuvent être définies par le profil de consommation, la méthodologie de gestion du système, le coût économique et écologique de l’installation et la durée de vie du système d’électrification. Pour optimiser les critères de dimensionnement il nécessaire d’utiliser des outils de dimensionnement comportant des algorithmes d’optimisation (par exemple iHOGA). Par ce type d’outil le choix de la nature des générateurs et leurs nombre seront faits par l’outil logiciel.

Stratégie de gestion d’énergie : pour un système énergétique multi-sources, la gestion d’énergie entre les différentes sources représente un po int très impor tant. En effet, l’op timisation de la gestion d’énergie permet l’amélioration des performances dans le système à dimensionner. Parmi ces performances, nous citons l’op timisation de dimensionnement de l’installation, la minimisation des pertes dans le système, la satisfaction des besoins en énergie de façon permanente, la réduction dans le taux de vieillissement ou de dégradation des sources d’énergie non renouvelables (générateur diesel).