Présentation de quelques outils de simulation des systèmes multi-sources

Parmi les outils les plus utilisés po ur la simulation dynamique des systèmes énergétiques nous spécifions TRNSYS (TraNsient System Simulation), HYDROGEM (HYDROGen Energy ModelS), T*SO L, POLYSUN, HOMER, HYBRID2, iHOGA, PVsyst, Ipsys, energiePRO, PV DesignPro et HYBRIDES.

Par la suite nous allons présenter quelques outils de simulation et de dimensionnement des systèmes multi-sources.

3.4.1 L’outil de simulation HOMER

Le HOMER (Hybr id Optimisation Model for Electric Renewables) est un logiciel développé par le laboratoire national des énergies renouvelables (National Renewable Energy

Layadi T M……….………..……….……..……..Chapitre 3 86 86 Laboratory, NREL) depuis 1993. Le HOMER représente un outil d’aide pour la conception des

microcentrales de puissance et facilite la comparaison des technologies de production d'énergie à travers une large gamme d'applications. Le HOMER a la possibilité de modéliser le comportement physique du système d’électrification et son coût sur son de cycle de vie, qui représente le coût total de l'installation et de fonctionnement du système au cours de sa durée de vie [TLa06]. Les systèmes d’électrification (ou les micro-réseaux) dimensionnés et opt imisés par le HOMER représentent des systèmes hybrides comportant des sources renouvelables et des sources conventionnelles (ou fossiles) avec des systèmes de stockage. L’outil HOMER permet de dimensionner et analyser le fonctionnement des systèmes hybrides autonomes et les systèmes hybrides connectés au réseau [BGu13] [TLa06]. Les sources d’énergie qui peuvent être combinés et modéliser par cet outil de dimensionnement nous citons : les modules solaires, les turbines éoliennes, des générateurs diesel, des batteries de stockage, des électrolyseurs, des réformateurs, des réservoirs d’hydrogène, des convertisseurs de puissance [CSe11].

3.4.2 L’outil de simulation iHOGA (Improved Hybrid Optimization by Genetic Algorithms)

Cet outil représente la version améliorée de la version HOGA qui a été développée par l’université de Zaragoza pour la simulation et l’op timisation des systèmes hybrides de puissance. Les systèmes hybrides optimisés sont capables de produire de l’électricité et de l’hydrogène. L’op timisation des systèmes hybrides est basée sur l’utilisation des algorithmes génétiques.

3.4.3 L’outil de simulation Hybrid2

Ce logiciel de conception a été développé par le laboratoire national des énergies renouve lables (N ERL) et l’université de Massachusetts aux états unis. L’outil Hybrid2 permet de concevoir et d’analyser les micro-réseaux hybrides qui comportent des sources d’énergie différentes (PV, WT, DG, Batterie) avec des charges continues (DC), alternative (AC) et thermiques. En plus, un large éventail d'opt ions stratégiques de gestion de l'énergie ainsi que une fonction d'analyse économique [LAr11].

3.4.4 L’outil de simulation PV DesignPro

Ce logiciel a été développé par Maui Solar Energy Software Corporation à Hawaï, Etats- Unis, ce programme de simulation temps-étape est conçu po ur simuler les systèmes PV connectés et non connectés au réseau. En plus des calculs de bilan énergétique pour le dimensionnement, le programme intègre également une analyse économique, un outil d'optimisation, et un ensemble de sous-programmes qui peut être utilisé pour créer des courbes

Layadi T M……….………..……….……..……..Chapitre 3 87 87 de charge et de convertir des données climatiques de l’outil de simulation Meteonorm vers des

données compatibles avec le format PV-DesignPro. Le modèle hybride simulé par PV DesignPro accepte les convertisseurs DC/DC et DC/AC [LAr11].

3.4.5 L’outil de simulation TRNSYS

TRNSYS est un environnement logiciel flexible basé sur une interface graphique pour la simulation. Cet outil logiciel a été développé initialement pour la modélisation des flux d'énergie thermique dans de multiples systèmes de zone puis pour simuler le comportement des systèmes transitoires. En plus, la grande majorité des simulations sont axées sur l'évaluation de la performance des systèmes d'énergie thermique et électrique, TRNSYS peut tout aussi bien être utilisé pour modé liser d'autres systèmes dynamiques tels que le débit de la circulation ou des processus biologiques. La bibliothèque de ce simulateur compor te des centaines des systèmes transitoires tels que les panneaux solaires, les régulateurs de charge et les générateurs de conditions météorologiques [LAr11].

3.4.6 L’outil de simulation PVsyst

L’outil PVsyst a été développé par l'Université de Genève-Suisse pour un but de simulation et de dimensionnement des systèmes. Les types de systèmes traités par cet out il sont des systèmes d’électrification connectés et non connectés au réseau qui comportent des panneaux photovoltaïques et des batteries de stockage. Il fournit des propositions sur les configurations de dimensionnement pour les installations autonomes (générateur PV et batterie), et informe l'utilisateur sur la faisabilité technique des composants choisis. Les propositions sur les configurations de dimensionne ment sont faites sur la base des entrées de charge, l'indication du nombre de jours pour un fonctionnement autonome et une estimation de la probabilité de perte de la charge (LPSP), c.-à-d., à savoir la durée pendant laquelle la charge ne peut pas être servi par l’énergie délivrée par le générateur PV et la batterie de stockage [LAr11].

3.4.7 L’outil de simulation energyPRO

L’outil energyPRO est développé et maintenu par la société EMD International A / S au Danemark. c’est outil logiciel complet est utilisé po ur la modé lisation et l’analyse combinée entre le techno-économique et l'optimisation de ces deux projets de cogénération et trigénération, ainsi que d'autres types de projets énergétiques complexes avec une offre combinée d'électricité et d'énergie thermique (vapeur, eau chaude ou de refroidissement) à partir de différentes unités de production d'énergie ( l’énergie éolienne et l’énergie solaires) [UGu14]. Ce logiciel pe ut

Layadi T M……….………..……….……..……..Chapitre 3 88 88 modéliser tous les types de production d'énergie thermique sauf le nucléaire, toute la production

renouvelable, et toutes les unités de stockage d'énergie pour compléter l'analyse [RDT14].

3.4.8 L’outil de simulation Ipsys

Représente une plateforme de simulation puissante et flexible, développée par le laboratoire national de l'énergie durable du Danemark (Danish National Labo ratory for Sustainable Energy), pour les systèmes d'énergie intégrés avec de multiples formes d'énergie et les structures de contrôle complexes. L’outil Ips ys capable de simuler et d’analyser des systèmes hybr ides qui compor tant des générateurs renouvelables (PV/WT) et non renouvelables (générateur diesel) avec des batteries de stockage [SSc11].