ENERSTA : Autonomous Energy Station Simulator - CASSIDIAN - PPE 2012

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Il existe un grand nombre de stations télécommunication relais dépourvues de liaisons électriques d'énergie dans le monde afin de fournir de l'énergie dans les régions isolées des montagnes ou des déserts. Bien qu'ils soient très pratiques, ils ne sont généralement pas totalement autonome.

La station ENERSTA comprend de nombreux composants et ne souhaite pas se concentrer sur une source d'énergie unique ou surdimensionnée car ceci ne serait pas efficace pour fournir une étude précise. L'élément clé est le contrôleur qui permet le "management de l'énergie" à travers des seuils de rentabilité et un lieu géographique.

Le contrôleur est le composant qui prend toutes les décisions de la station. Ce qui signifie qu'il reçoit des informations multiples de tous les composants dans la station, puis prend la décision en conséquence de ces informations. A titre d'exemple, il peut être en mesure de choisir d'éteindre certains composants de la station afin de ne pas gaspiller de l'énergie.

Dans un premier temps, nous mettons une configuration géographique définie préalablement afin de simplifier les calculs et surtout de pouvoir faire des études sur les éléments nécessaires et suffisants pour le bon fonctionnement de la station. Ensuite nous pouvons choisir le nombre d'éoliennes, le nombre de panneaux solaires, de batteries, piles à combustible, ainsi que les modes de consommation du relai de télécommunication et du contrôleur. Afin d'obtenir des simulations se rapprochant le plus possible des solutions optimales nous fixerons des seuils d'utilisation permettant de faire fonctionner les composants avec un rendement maximal.

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Dans un second temps, après avoir configuré tous les composants, la simulation permettra d'obtenir toutes les caractéristiques et comportements de ces composants à travers plusieurs courbes. En effet, pour chaque composant "générateur de puissance" nous analyserons la production, la consommation, le rendement et la dégradation du composant sur plusieurs années. Pour chaque composant "stockage d'énergie" on visualisera la courbe de charge et d'efficacité (ratio entre la capacité maximal, au fur et à mesure des années, et l'état actuel de la batterie).

Ce projet a donc pour but d'aider l'entreprise CASSIDIAN à dimensionner une station d'énergie hybride avec un rendement maximum, un côté d'entretien optimal et une autonomie qui répond à leurs exigences. Grâce aux simulations sur plusieurs années nous avons une vision sur le long terme qui permet de visualiser le réel bénéfice et la réelle autonomie de la station.
Par ECE Paris Ecole d'Ingénieur il y a 2 ans
English

EnerSta station includes many components, and focus our program on several components would not be efficient to provide a precise study of the station. The program could have been focused on the solar panels, the wind turbine, the batteries or other components, but it will finally be about the central component: the controller.
Par ECE Paris Ecole d'Ingénieur il y a 2 ans
The controller is the component that makes all the decisions in the station. That means that it receives multiple information from all the components in the station, and then makes the decisions accordingly to these information. As an example it can be able to choose to switch off certain components of the station in order not to waste energy.

Firstly, we define a geographic configuration in order to simplify the calculations, especially to be able to study the necessary elements for the smooth running of the station.
Then the user chooses the number of turbines, solar panels, batteries and fuel cells. Moreover he could modify the consumption patterns of telecommunications relay and controller. In order to obtain the closest simulations possible to the optimal solution, we set usage thresholds to operate components with maximum efficiency.
Par ECE Paris Ecole d'Ingénieur il y a 2 ans
Secondly, after setting up all components, the simulation will return all the characteristics and behaviors of these components across multiple curves. Indeed, for each component "power generator", we will analyze the production, consumption and performance degradation of the component over several years. Then, for each component "energy storage", it will show the load, discharge curves, and the efficiency (ratio between maximum capacity and the current state of the battery).

To conclude this project aims to help the company CASSIDIAN to scale a hybrid power station with the maximum efficiency, maintenance cost and optimum battery life that meets their requirements. From the simulations on several years, we have a long-term vision in order to visualize the real benefits and real independence of the station.
Par ECE Paris Ecole d'Ingénieur il y a 2 ans