EP2374191A1 - Procede et systeme de transmission de l'energie electrique - Google Patents

Procede et systeme de transmission de l'energie electrique

Info

Publication number
EP2374191A1
EP2374191A1 EP09803857A EP09803857A EP2374191A1 EP 2374191 A1 EP2374191 A1 EP 2374191A1 EP 09803857 A EP09803857 A EP 09803857A EP 09803857 A EP09803857 A EP 09803857A EP 2374191 A1 EP2374191 A1 EP 2374191A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
natural energy
current
constant
electric current
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09803857A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Raymond Grinneiser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Augier SAS
Original Assignee
Augier SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Augier SAS filed Critical Augier SAS
Publication of EP2374191A1 publication Critical patent/EP2374191A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/10—Current-controlled supply systems, e.g. constant-current supply systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
    • H02J3/46—Controlling the sharing of generated power between the generators, sources or networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2101/00—Supply or distribution of decentralised, dispersed or local electric power generation
    • H02J2101/20—Dispersed power generation using renewable energy sources
    • H02J2101/22—Solar energy
    • H02J2101/24—Photovoltaics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2101/00—Supply or distribution of decentralised, dispersed or local electric power generation
    • H02J2101/20—Dispersed power generation using renewable energy sources
    • H02J2101/28—Wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Definitions

  • the present invention relates to the field of energy transport and more specifically to a method and a system for transmitting electrical energy produced by distributed devices of low power, such as photovoltaic or wind power devices.
  • solar panels in order to take advantage of solar energy, is very widespread. Indeed, an installation of solar panels can capture solar energy and thus obtain an alternative to the supply of electrical energy.
  • These panels consist of cells called solar cells or photovoltaic cells.
  • these photovoltaic cells are located on the roofs or on the exterior facades of buildings in order to optimize the reception of the solar rays.
  • the principle of such cells is to transform the received solar energy into electrical energy. This conversion is inherent to the constitution of the photovoltaic cell.
  • the electrical energy can be directly used or conveyed to a place of storage or specific transformation of electrical energy.
  • Solar panels are concentrated on sites with surfaces of the order of several hectares.
  • the distance between the solar energy capture location, that is to say a determined solar panel, and the storage or transformation location of the electrical energy obtained can reach several hundred times. meters, even several kilometers.
  • the main objective is to convey the electrical energy obtained with a minimum of losses from the place of conversion to the place of storage or transformation of the electrical energy obtained.
  • the voltage obtained after capturing solar energy is high before transport between the place of capture and the place of storage or use. The electrical voltage thus high reaches values of the order of several tens of thousands of volts.
  • zones of servitude or zones of frangibility.
  • the zones of frangibility have a surface of the order of several tens of hectares.
  • These frangible zones comprise only frangible equipment that is to say that can easily be destroyed and disconnected during an impact, such as a shock with a plane for example.
  • a shock with a plane for example As solar panels are easily destructible, these frangible areas are likely to accommodate solar panels.
  • the transmission of electrical energy developed at the solar panels is a problem.
  • the object of the present invention is to propose a method and a system for transmitting the electrical energy produced by devices, such as photovoltaic devices, distributed over large areas, in order to avoid losses of electrical energy and energy. limit the dimensions of the cable sections to be used when routing electrical power over large and specifically regulated areas.
  • the object of the present invention relates to a system for transmitting natural energy received by a receiving element 100 to an entry point 160 of an electrical network, said system comprising at least two sets E each provided with a receiving element 100, a converter module 110 and a first transformer 115, characterized in that:
  • the receiving element 100 of each set receives a quantity of natural energy so that each set E produces a quantity of converted natural energy proportional to the amount of natural energy received;
  • the converter module 110 of each set E is connected to a receiving element 100 in the same set E to convert the natural energy into a constant alternating electric current for each set E;
  • the first current transformer 115 of each set E is connected to the converter module 110 to produce a constant electric current for each set E; said system combining in series each constant electric current produced by each set E to create for each set a first constant current loop 140 for conveying the received natural energy to the point of entry of the electrical network 160.
  • a second current transformer 120 specific to each first constant current loop 140, collects the current of a first constant current loop 140.
  • the system combines in series the currents collected by each second current transformer 120 to create a second constant current loop 145 for conveying the received natural energy to the point of entry of the electrical network 160.
  • FIG. 1 represents a connection diagram of the general circuit of the system as described according to the present invention
  • FIG. 2 shows the set E of Figure 1;
  • FIG. 3 represents the detail of one element of the set of photovoltaic cells of the set E;
  • FIG. 4 represents a diagram of the converter module as described according to the present invention;
  • FIG. 5 represents a diagram of the current-voltage converter as described according to the present invention;
  • FIG. 6 represents a diagram of the protection device of the circuit as described according to the present invention;
  • FIG. 7 represents a diagram of the voltage current converter module as described according to the present invention;
  • FIG. 8 represents a flowchart of the various steps of the method as described according to the present invention.
  • Figure 1 shows the entire system as installed in an electrical network such as, for example, a network deployed within an aerodrome.
  • the different elements 100 each represent a set of photovoltaic cells. As indicated in FIG. 2, these cells are combined into a certain number of solar panels 101 put in series by connectors 103. Each panel 101 is made frangible and disconnectable, for example according to patent EP08012689. As shown in FIG. 3, a device 102 makes it possible to short-circuit each panel 101 in the event of disconnection of the male / female assembly from the connector 103.
  • Each element 100 constitutes a bar and can be dimensioned so as to produce, for example, a power from 200 watts W to 7 kilowatts kW, depending on the number of panels 101 constituting the bar.
  • Each element 100 is connected to a current converter module 110.
  • the converter module 110 is itself connected to a transformer 115.
  • the converter module 110 comprises a voltage / alternating voltage converter 210, and a device
  • the converter 210 makes it possible to convert the electric voltage produced across each element 100 into a constant alternating electric current, the effective value of which can preferably be set at 6.6 A.
  • each converter module 110 can deliver to the corresponding transformer 115 a constant-voltage electrical power and variable voltage.
  • the converter 210 comprises input protections and then a filter that avoids any harmonic rejection upstream.
  • the DC voltage thus obtained is then applied to a bridge of IGBT transistors, whose modulated pulse width hash control makes it possible, after filtering, to obtain a sinusoidal current waveform.
  • the control electronics receives the current and input voltage information on the one hand, so as to adapt the energy transfer of the cells downstream, and the current and output voltage information on the other hand, to be able to slave the output current to a predetermined value.
  • the protection device of the circuit comprises a switch and a control device in the event of an open circuit, enabling the generator to short circuit if its transformer is disconnected.
  • the element 100, the converter module 110 and the transformer 115 form the assembly E.
  • the set E makes it possible to obtain, at the terminals of the transformer 115, a constant electric current under a variable voltage dependent on solar energy captured.
  • the assembly E thus formed is multiplied a certain number of times in order to obtain a series network of elements 100 each connected to a converter module 110 and to a transformer 115. 1 represents only three sets E.
  • the serialization of these different sets E or elementary generators thus makes it possible to form a first primary loop 140 of constant current of a value of 6.6 A. This value is standardized in the airport serial networks according to the example of the invention.
  • the power of this primary loop 140 will preferably be limited to about thirty kilovoltamperes kVA in order to maintain the normalized limits of current and voltages.
  • the series network formed by a repetition of the sets E can be reproduced several times.
  • Figure 1 represents only 3 loops. The repetition of these loops 140 makes it possible to form a collection assembly with a constant current, for example with the three current loops 140, according to the example of FIG.
  • Each current loop 140 thus produced can be collected with a second transformer 120 for each loop 140.
  • the series connection of these different currents makes it possible to create a second constant current loop taking into account all the primary constant current loops 140.
  • the electric current of each primary electric current loop can be injected by the second transformer 120 in the so-called secondary loop 145.
  • the second constant current loop 145 may be of greater intensity than the first constant current loop, while remaining in values also standardized for airport serial networks for example.
  • This second constant current loop 145 corresponds, according to the example of the invention, to a loop of 20A, which makes it possible to increase the power transported to 10OkVA, while respecting the normalized limit of voltage.
  • the transformer 115 whose power is between 200VA and 7000VA depending on the composition of the panel bars, has a transformation ratio of 6.6 / 6.6, so as to form the primary loop 140 of 6.6A.
  • the transformer 120 with a preferential power of 35 kVA, has a conversion ratio of 6.6 / 20, so as to form the secondary loop 145 of 20A.
  • the system can thus be declined by creating primary constant current loops, themselves used to create secondary constant current loops.
  • the electric current produced in the second current loop 145 can be injected into a converter module 150, through a current transformer 130.
  • the converter module 150 enables a conversion of the electric current into a voltage alternative electric.
  • This electrical voltage is then injected into an entry point 160 of the electrical network of the aerodrome or the public network, according to the example considered in the present invention.
  • Several sets 150 may be connected in parallel so as to increase the power fed back to the network at its point 160.
  • the module 150 comprises an input power current transformer, a safety device preventing the secondary current loop from remaining in "open circuit", and a filter avoiding any harmonic rejection upstream.
  • the current thus treated is then applied to a bridge of IGBT transistors, whose modulated pulse width hash control makes it possible, after filtering, to obtain a constant DC voltage.
  • This voltage source can then be converted into AC voltage three-phase to be injected into the network.
  • the control electronics receives the current and input voltage information on the one hand, so as to adapt the energy transfer of the secondary loop downstream, and the current and output voltage information on the other. on the other hand, to be able to slave the output voltage to a value allowing reinjection into the network.
  • the output terminals of the module 150 are connected to an input point 160 of the above-mentioned electrical network.
  • the single-phase or three-phase electrical network of an aerodrome according to the example considered in the present invention.
  • module 150 consists in designing transistor bridges to obtain a conversion AC / AC single-phase voltage. Three sets 150 can then be connected in a triangle to obtain a three-phase injection of 30OkVA.
  • Figure 8 describes the different steps of the method according to the invention.
  • the elements 100 receive the solar energy immediately converted into electrical voltage according to the general operation of the photovoltaic cells.
  • the converter 110 converts the voltage present across the elements 100 into a constant alternating electric current, looped by the transformer 115.
  • step 320 all the currents thus produced are put in series. , in such a way as to create a primary constant current loop 140.
  • This current loop 140 makes it possible to convey the energy initially produced at the output of the photovoltaic cells to the second transformer 120, which sets the primary loops 140 in series.
  • these primary current loops 140 may be put in series to form another secondary constant current loop 145, obtained according to the system of the invention.
  • this current can then be taken by the transformer 130 to be converted and reinjected into the electrical network of the aerodrome or the public network for example.
  • the device according to the invention makes it possible to convey the photovoltaic energy obtained in the first place at the level of the elements 100 to the point of exit of the device 150.
  • This exit point corresponds to the point of entry 160 of the electrical network considered.
  • This entry point 160 of the network can be located several kilometers from the location of the elements 100.
  • This photovoltaic energy is transmitted in the form of electric current to the module 150.
  • the module 150 converts the electric current into an alternating voltage mono or three-phase usable within the electrical network in which is implanted the device according to the invention.
  • the total power thus provided by the device according to the invention is at least 100 kVA.
  • the device according to the invention makes it possible to supply electrical energy to the electrical network concerned.
  • This electrical energy can be resold to create a significant income to the power grid manager.
  • This energy can also be stored for local re-use, without reinjection to the network.
  • such a device makes it possible to use large areas in order to dispose the sets of photovoltaic cells without being penalized by the losses of electrical energy during the routing of the electrical energy to the point of entry of the network. electric.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

Système de transmission d'une énergie naturelle reçue par un élément de réception (100) jusque vers un point d'entrée (160) d'un réseau électrique, ledit système comprenant au moins deux ensembles (E) pourvu chacun d'un élément de réception (100), d'un module convertisseur (110) et d'un premier transformateur de courant (115), caractérisé en ce que : l'élément de réception (100) de chaque ensemble reçoit une quantité d'énergie naturelle afin que chaque ensemble (E) produise une quantité d'énergie naturelle convertie proportionnelle à la quantité d'énergie naturelle reçue; le module convertisseur (110) de chaque ensemble (E) est connecté à un élément de réception (100) dans le même ensemble (E) pour convertir l'énergie naturelle en un courant électrique alternatif constant pour chaque ensemble (E);le premier transformateur (115) de chaque ensemble (E) est connecté au module convertisseur (110) afin de produire un courant électrique constant pour chaque ensemble (E); et ledit système combinant en série chaque courant électrique constant produit par chaque ensemble (E) afin de créer pour chaque ensemble une première boucle de courant constant (140) pour acheminer l'énergie naturelle reçue jusqu'au point d'entrée du réseau électrique (160).

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE TRANSMISSION DE L'ENERGIE
ELECTRIQUE
Description
Domaine de l'invention
La présente invention concerne le domaine du transport de l'énergie et plus précisément un procédé et un système de transmission de l'énergie électrique produite par des dispositifs répartis de faible puissance, tels que les dispositifs photovoltaïques ou éoliens.
Etat de l'art
De nos jours, l'usage des panneaux solaires, afin de profiter de l'énergie solaire, est très répandu. En effet, une installation de panneaux solaires permet de capter l'énergie solaire et d'obtenir ainsi une alternative à la fourniture d'énergie électrique. Ces panneaux sont constitués de cellules nommées cellules solaires ou cellules photovoltaïques. De manière générale, ces cellules photovoltaïques sont situées sur les toitures ou sur les façades extérieures de bâtiments afin d'optimiser la réception des rayons solaires. Le principe de telles cellules est de transformer l'énergie solaire reçue en énergie électrique. Cette conversion est inhérente à la constitution de la cellule photovoltaïque. Ainsi, l'énergie électrique peut être directement utilisée ou acheminée jusqu'à un lieu de stockage ou de transformation spécifique de l'énergie électrique.
Afin de permettre une rentabilité optimale, les panneaux solaires sont concentrés sur des sites ayant des surfaces de l'ordre de plusieurs hectares. Dans un tel contexte, la distance entre le lieu de captation de l'énergie solaire, c'est-à-dire un panneau solaire déterminé, et le lieu de stockage ou de transformation de l'énergie électrique obtenue, peut atteindre plusieurs centaines de mètres, voire plusieurs kilomètres. Le principal objectif est d'acheminer l'énergie électrique obtenue avec un minimum de pertes depuis le lieu de conversion jusqu'au lieu de stockage ou de transformation de l'énergie électrique obtenue. De manière générale, pour éviter de telles pertes d'énergie, la tension électrique obtenue après captation de l'énergie solaire est élevée avant son transport entre le lieu de captation et le lieu de stockage ou d'utilisation. La tension électrique ainsi élevée atteint des valeurs de l'ordre de plusieurs dizaines de milliers de volts.
Cependant, sur certains sites, de tels niveaux de tension électrique ne sont ni acceptables ni utilisables, eu égard aux normes associées à ces sites ou à la dangerosité de tels niveaux de tension électrique. Par exemple, aux abords des aérodromes existent des zones particulières dites zones de servitude, ou zones de frangibilité. Les zones de frangibilité possèdent une surface de l'ordre de plusieurs dizaines d'hectares. Ces zones de frangibilité comprennent uniquement des équipements frangibles c'est à dire susceptibles d'être facilement détruits et déconnectés lors d'un choc, tel qu'un choc avec un avion par exemple. Dans la mesure où les panneaux solaires sont facilement destructibles, ces zones de frangibilité sont susceptibles d'accueillir des panneaux solaires. Cependant, la transmission de l'énergie électrique développée au niveau des panneaux solaires pose un problème. En effet, la mise en œuvre de la réglementation aéronautique et des normes afférentes rend difficile l'utilisation de tensions de l'ordre de plusieurs dizaines de milliers de volts aux abords des aérodromes, malgré l'usage d'équipements frangibles et déconnectables. Ainsi, à l'heure actuelle, la transmission de l'énergie photovoltaïque sur des grandes zones ainsi réglementées ne peut mettre en œuvre l'élévation classique de la tension électrique précédemment évoquée. Par conséquent, la transmission de l'énergie photovoltaïque sur de telles zones réglementées a lieu sans élévation de tension. Un tel mode de transmission engendre d'importantes pertes d'énergie et utilise d'importantes sections de câbles. Ainsi, ces pertes d'énergie ne permettent pas d'utiliser efficacement les espaces libres de l'ordre de plusieurs kilomètres de longueur au sein des aérodromes. Par conséquent, ces pertes d'énergie constituent un désavantage majeur pour l'acheminement de l'énergie électrique obtenue à partir de l'énergie solaire.
Résumé de l'invention
Le but de la présente invention est de proposer un procédé et un système de transmission de l'énergie électrique produite par des dispositifs, tels que les dispositifs photovoltaïques, répartis sur de grandes surfaces, afin d'éviter les pertes d'énergie électrique et de limiter les dimensions des sections de câble à employer, lors de l'acheminement de l'énergie électrique sur des zones étendues et spécifiquement réglementées.
L'objet de la présente invention concerne un système de transmission d'une énergie naturelle reçue par un élément de réception 100 jusque vers un point d'entrée 160 d'un réseau électrique, ledit système comprenant au moins deux ensembles E pourvu chacun d'un élément de réception 100, d'un module convertisseur 110 et d'un premier transformateur 115, caractérisé en ce que :
l'élément de réception 100 de chaque ensemble reçoit une quantité d'énergie naturelle afin que chaque ensemble E produise une quantité d'énergie naturelle convertie proportionnelle à la quantité d'énergie naturelle reçue ; le module convertisseur 110 de chaque ensemble E est connecté à un élément de réception 100 dans le même ensemble E pour convertir l'énergie naturelle en un courant électrique alternatif constant pour chaque ensemble E ; le premier transformateur de courant 115 de chaque ensemble E est connecté au module convertisseur 110 afin de produire un courant électrique constant pour chaque ensemble E ; ledit système combinant en série chaque courant électrique constant produit par chaque ensemble E afin de créer pour chaque ensemble une première boucle de courant constant 140 pour acheminer l'énergie naturelle reçue jusqu'au point d'entrée du réseau électrique 160.
De manière préférentielle, un deuxième transformateur de courant 120, propre à chaque première boucle de courant constant 140, collecte le courant d'une première boucle de courant constant 140.
De manière préférentielle, le système combine en série les courants collectés par chaque deuxième transformateur de courant 120 pour créer une deuxième boucle de courant constant 145 pour acheminer l'énergie naturelle reçue jusqu'au point d'entrée du réseau électrique 160. Brève description des dessins
Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 représente un schéma de raccordement du circuit général du système tel que décrit selon la présente invention ;
La figure 2 représente l'ensemble E de la figure 1 ; - la figure 3 représente le détail d'un élément de l'ensemble des cellules photovoltaïques de l'ensemble E ; la figure 4 représente un schéma du module convertisseur tel que décrit selon la présente invention ; la figure 5 représente un schéma du convertisseur tension courant tel que décrit selon la présente invention ; la figure 6 représente un schéma du dispositif de protection du circuit tel que décrit selon la présente invention ; la figure 7 représente un schéma du module convertisseur courant tension tel que décrit selon la présente invention ; - la figure 8 représente un organigramme des différentes étapes du procédé tel que décrit selon la présente invention.
Description détaillée d'un mode de réalisation
La figure 1 présente l'ensemble du système tel qu'implanté au sein d'un réseau électrique tel que, par exemple, un réseau déployé au sein d'un aérodrome.
Les différents éléments 100 représentent chacun un ensemble de cellules photovoltaïques. Comme indiqué sur la figure 2, ces cellules sont réunies en un certain nombre de panneaux solaires 101 mis en série par des connecteurs 103. Chaque panneau 101 est rendu frangible et déconnectable par exemple selon le brevet EP08012689. Comme indiqué sur la figure 3, un dispositif 102 permet de court-circuiter chaque panneau 101 en cas de déconnexion de l'ensemble mâle/femelle du connecteur 103. Chaque élément 100 constitue une barre et peut être dimensionné de manière à produire par exemple une puissance de 200 Watts W à 7 Kilowatts kW, selon le nombre de panneaux 101 constituant la barre. Chaque élément 100 est connecté à un module convertisseur de courant 110. Le module convertisseur 110 est lui-même connecté à un transformateur 115. Comme indiqué sur la figure 4, le module convertisseur 110 comprend un convertisseur tension / courant alternatif 210, et un dispositif de protection du circuit 220. Le convertisseur 210 permet de convertir la tension électrique produite aux bornes de chaque élément 100 en un courant électrique alternatif constant, dont la valeur efficace peut être fixée préférentiellement à 6,6A. Ainsi, chaque module convertisseur 110 peut délivrer au transformateur 115 correspondant une puissance électrique à courant constant et tension variable.
Comme décrit sur la figure 5, le convertisseur 210 comprend des protections d'entrée puis un filtre évitant toute réjection harmonique en amont. La tension continue ainsi obtenue est alors appliquée à un pont de transistors IGBT, dont la commande de hachage à largeur d'impulsions modulées permet d'obtenir, après filtrage, une forme d'onde de courant sinusoïdale. L'électronique de contrôle reçoit les informations de courant et tension d'entrée d'une part, de manière à adapter le transfert d'énergie des cellules vers l'aval, et les informations de courant et tension de sortie d'autre part, pour pouvoir asservir le courant de sortie à une valeur prédéterminée.
Comme décrit sur la figure 6, le dispositif de protection du circuit comprend un interrupteur et un dispositif de contrôle en cas de circuit ouvert, permettant le court-circuit du générateur en cas de déconnexion de son transformateur.
Comme montré sur la figure 1 , l'élément 100, le module convertisseur 110 et le transformateur 115 forment l'ensemble E. L'ensemble E permet d'obtenir aux bornes du transformateur 115 un courant électrique constant sous une tension variable, dépendant de l'énergie solaire captée. Dans l'exemple décrit selon l'invention, l'ensemble E ainsi formé est multiplié un certain nombre de fois afin d'obtenir un réseau en série d'éléments 100 connectés chacun à un module convertisseur 110 et à un transformateur 115. La figure 1 représente seulement trois ensembles E. La mise en série de ces différents ensembles E ou générateurs élémentaires permet ainsi de former une première boucle primaire 140 de courant constant d'une valeur de 6,6 A. Cette valeur est normalisée dans les réseaux série aéroportuaires selon l'exemple de l'invention. La puissance de cette boucle primaire 140 sera de préférence limitée à une trentaine de Kilovoltampères kVA afin de conserver les limites normalisées de courant et de tensions. Comme indiqué sur la figure 1 , le réseau série formé par une répétition des ensembles E peut être reproduit plusieurs fois. La figure 1 représente seulement 3 boucles. La répétition de ces boucles 140 permet de former un ensemble de collecte à courant constant, par exemple avec les trois boucles de courant 140, selon l'exemple de la figure 1.
Chaque boucle de courant 140 ainsi produite peut être collectée avec un deuxième transformateur 120 pour chaque boucle 140. La mise en série de ces différents courants permet de créer une deuxième boucle de courant constant prenant en compte toutes les boucles de courant constant primaires 140. Ainsi, le courant électrique de chaque boucle de courant électrique primaire peut être injecté par le deuxième transformateur 120 dans la boucle 145 dite secondaire. La deuxième boucle de courant constant 145 pourra être d'une intensité supérieure à la première boucle de courant constant, tout en restant dans des valeurs également normalisée pour les réseaux série aéroportuaires par exemple. Cette deuxième boucle de courant constant 145 correspond, selon l'exemple de l'invention, à une boucle de 2OA, ce qui permet d'augmenter la puissance transportée à 10OkVA, en respectant la limite normalisée de tension.
Ainsi, dans le système décrit selon l'invention, le transformateur 115, dont la puissance est comprise entre 200VA et 7000VA selon la composition des barres de panneaux, possède un rapport de transformation de 6,6/6,6, de manière à former la boucle primaire 140 de 6,6A.
Le transformateur 120, d'une puissance préférentielle de 35kVA, possède un rapport de transformation de 6,6/20, de manière à former la boucle secondaire 145 de 2OA. Le système peut ainsi être décliné en créant des boucles de courant constant primaires, elles-mêmes utilisée pour créer des boucles de courant constant secondaires.
La mise en série de ces différentes boucles permet de cumuler, sur de grandes distances, les différentes énergies récoltées au niveau des éléments 100.
Comme décrit sur la figure 1 , le courant électrique produit dans la deuxième boucle de courant 145 peut être injecté dans un module convertisseur 150, au travers d'un transformateur de courant 130. Le module convertisseur 150 permet une conversion du courant électrique en une tension électrique alternative. Cette tension électrique est ensuite injectée au sein d'un point d'entrée 160 du réseau électrique de l'aérodrome ou du réseau public, selon l'exemple considéré dans la présente invention. Plusieurs ensembles 150 peuvent êtres mis en parallèle de manière à augmenter la puissance réinjectée au réseau en son point 160.
Comme indiqué sur la figure 7, le module 150 comprend un transformateur de courant de puissance en entrée, un dispositif de sécurité évitant que la boucle de courant secondaire ne puisse rester en « circuit ouvert », puis un filtre évitant toute réjection harmonique en amont. Le courant ainsi traité est alors appliqué à un pont de transistors IGBT, dont la commande de hachage à largeur d'impulsions modulées permet d'obtenir, après filtrage, une tension continue constante. Cette source de tension peut ensuite être convertie en tension alternative triphasée pour être injectée dans le réseau. L'électronique de contrôle reçoit les informations de courant et tension d'entrée d'une part, de manière à adapter le transfert d'énergie de la boucle secondaire vers l'aval, et les informations de courant et tension de sortie d'autre part, pour pouvoir asservir la tension de sortie à une valeur permettant la réinjection dans le réseau.
Les bornes de sortie du module 150 sont reliées à un point d'entrée 160 du réseau électrique mentionné ci-dessus. En l'occurrence il s'agit du réseau électrique monophasé ou triphasé d'un aérodrome selon l'exemple considéré dans la présente invention.
Un autre mode de réalisation du module 150 consiste à concevoir des ponts de transistors pour obtenir une conversion Courant Alternatif / Tension alternative monophasée. Trois ensembles 150 peuvent ensuite être reliés en triangle pour obtenir une injection triphasée de 30OkVA.
La figure 8 décrit les différentes étapes du procédé selon l'invention. Ainsi, lors d'une première étape 300, les éléments 100 réceptionnent l'énergie solaire aussitôt convertie en tension électrique selon le fonctionnement général des cellules photovoltaïques. Dans une étape 310, le convertisseur 110 convertit la tension présente aux bornes des éléments 100 en un courant électrique alternatif constant, mis en boucle par le transformateur 115.
Ces deux étapes 300 et 310 se répètent en parallèle pour chaque ensemble de cellules photovoltaïques 100 reliées à un module convertisseur 110 et à un transformateur 115. Ensuite, comme indiqué dans l'étape 320, l'ensemble des courants ainsi produits est mis en série, de manière à créer une boucle de courant constant primaire 140. Cette boucle de courant 140 permet d'acheminer l'énergie initialement produite en sortie des cellules photovoltaïques jusqu'au deuxième transformateur 120, qui réalise la mise en série des boucles primaires 140. Comme indiqué dans l'étape 330, ces boucles de courant primaires 140 peuvent être mises en série pour former une autre boucle de courant constant secondaire 145, obtenue selon le système de l'invention. Selon l'étape 340, ce courant peut ensuite être prélevé par le transformateur 130 pour être converti et réinjecté dans le réseau électrique de l'aérodrome ou du réseau public par exemple.
Ainsi, le dispositif selon l'invention permet de véhiculer l'énergie photovoltaïque obtenue en premier lieu au niveau des éléments 100 jusqu'au point de sortie du dispositif 150. Ce point de sortie correspond au point d'entrée 160 du réseau électrique considéré. Ce point d'entrée 160 du réseau peut se situer à plusieurs kilomètres de l'emplacement des éléments 100. Cette énergie photovoltaïque est transmise sous forme de courant électrique jusqu'au module 150. Le module 150 convertit le courant électrique en une tension électrique alternative mono ou triphasée utilisable au sein du réseau électrique dans lequel est implanté le dispositif selon l'invention. La puissance totale ainsi fournie par le dispositif selon l'invention est de 100 kVA au minimum.
Le dispositif selon l'invention permet de fournir de l'énergie électrique au réseau électrique concerné. Cette énergie électrique peut ainsi être revendue afin de créer un revenu non négligeable au gestionnaire du réseau électrique. Cette énergie peut également être stockée pour être réutilisée localement, sans réinjection au réseau. De plus, un tel dispositif permet d'utiliser des surfaces étendues afin de disposer les ensembles de cellules photovoltaïques sans être pénalisé par les pertes d'énergie électrique lors de l'acheminement de l'énergie électrique jusqu'au point d'entrée du réseau électrique.
Les modes de réalisation précédemment décrits sont indiqués à titre d'exemples uniquement

Claims

Revendications
1. Système de transmission d'une énergie naturelle reçue par un élément de réception (100) jusque vers un point d'entrée (160) d'un réseau électrique, ledit système comprenant au moins deux ensembles (E) pourvu chacun d'un élément de réception (100), d'un module convertisseur (110) et d'un premier transformateur (115), caractérisé en ce que :
l'élément de réception (100) de chaque ensemble reçoit une quantité d'énergie naturelle afin que chaque ensemble (E) produise une quantité d'énergie naturelle convertie proportionnelle à la quantité d'énergie naturelle reçue ; - le module convertisseur (110) de chaque ensemble (E) est connecté à un élément de réception (100) dans le même ensemble (E) pour convertir l'énergie naturelle en un courant électrique alternatif constant pour chaque ensemble
(E) ; - le premier transformateur de courant (115) de chaque ensemble (E) est connecté au module convertisseur (110) afin de produire un courant électrique constant pour chaque ensemble (E) ; ledit système combinant en série chaque courant électrique constant produit par chaque ensemble (E) afin de créer pour chaque ensemble une première boucle de courant constant (140) pour acheminer l'énergie naturelle reçue jusqu'au point d'entrée du réseau électrique (160).
2. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'un deuxième transformateur de courant (120), propre à chaque première boucle de courant constant (140), collecte le courant d'une première boucle de courant constant (140).
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit système combine en série les courants collectés par chaque deuxième transformateur de courant (120) pour créer une deuxième boucle de courant constant (145) pour acheminer l'énergie naturelle reçue jusqu'au point d'entrée du réseau électrique (160).
4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de réception (100) de chaque ensemble reçoit une quantité d'énergie solaire afin que chaque ensemble (E) produise une quantité d'énergie photovoltaïque proportionnelle à la quantité d'énergie solaire reçue.
5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de réception (100) comprend une cellule photovoltaïque.
6. Procédé de transmission d'une énergie naturelle vers un point d'entrée (160) d'un réseau électrique, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes :
- réception de l'énergie naturelle au moyen d'un élément de réception (100) d'un ensemble (E) afin de produire une quantité d'énergie naturelle convertie proportionnelle à la quantité d'énergie naturelle reçue ; - conversion de l'énergie naturelle en courant électrique au moyen de module convertisseurs (110) connectés chacun à un élément de captation (100) et à un premier transformateur de courant (115) dans un même ensemble (E) afin de produire une valeur prédéterminée de courant électrique alternatif constant pour chaque ensemble (E) ;
- mise en série des courants électriques produits par chaque ensemble (E) afin de générer pour chaque ensemble une première boucle de courant électrique constant (140) pour acheminer l'énergie naturelle reçue jusqu'au point d'entrée du réseau électrique.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit procédé comprend une étape de collecte du courant de chaque première boucle de courant électrique constant (140) au moyen d'un deuxième transformateur de courant (120) propre à chaque première boucle de courant électrique constant (140).
8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que ledit procédé comprend une étape de mise en série des premières boucles de courant électrique constant (140) pour créer une deuxième boucle de courant électrique constant (145).
9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'étape de réception comprend la réception de l'énergie solaire.
10. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'étape de réception comprend la réception de l'énergie éolienne.
EP09803857A 2009-01-08 2009-12-14 Procede et systeme de transmission de l'energie electrique Withdrawn EP2374191A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0950079A FR2940865B1 (fr) 2009-01-08 2009-01-08 Procede et systeme de transmission de l'energie electrique
PCT/FR2009/052519 WO2010079276A1 (fr) 2009-01-08 2009-12-14 Procede et systeme de transmission de l'energie electrique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2374191A1 true EP2374191A1 (fr) 2011-10-12

Family

ID=40996782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09803857A Withdrawn EP2374191A1 (fr) 2009-01-08 2009-12-14 Procede et systeme de transmission de l'energie electrique

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2374191A1 (fr)
FR (1) FR2940865B1 (fr)
WO (1) WO2010079276A1 (fr)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2989238A1 (fr) * 2012-04-04 2013-10-11 Augier Systeme de collecte de puissance d'une centrale photovoltaique
EP2856602B1 (fr) * 2012-06-05 2020-08-19 ABB Power Grids Switzerland AG Système d'alimentation en énergie et procédé de fonctionnement de celui-c
CN104901339B (zh) * 2015-06-18 2018-01-19 中国电力科学研究院 一种超/特高压电网恢复过程中启动路径的优化选择方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19614001A1 (de) 1996-04-09 1997-10-16 Abb Research Ltd Brennkammer
SE518121C2 (sv) * 1999-12-23 2002-08-27 Abb Ab Elkraftsystem baserat på förnyelsebara energikällor
WO2009007782A2 (fr) * 2006-12-06 2009-01-15 Solaredge, Ltd. Cartouche amovible de composants pour augmenter la fiabilité dans des systèmes de recueil de puissance

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010079276A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2940865A1 (fr) 2010-07-09
WO2010079276A1 (fr) 2010-07-15
FR2940865B1 (fr) 2011-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR200457335Y1 (ko) 스마트 태양광 발전시스템
CN105870947B (zh) 充电控制装置
WO2010070621A1 (fr) Systeme de gestion electronique de cellules photovoltaiques
FR2990309A1 (fr) Dispositif de controle non-lineaire d'un convertisseur dc/dc pour application au transport de courant hvdc.
EP2917992B1 (fr) Procede de contrôle d'un reseau multi-terminal vsc-hvdc
US20200409324A1 (en) Systems and methods for solar energy-based computation
EP3245701A1 (fr) Procédé pour optimiser la consommation de l'énergie réactive
CA2800973A1 (fr) Dispositif de connexion matricielle pour panneaux photovoltaiques et/ou eoliennes
CN103178144A (zh) 智能接线盒
Sun et al. Optimal transmission path search in power system restoration
EP2374191A1 (fr) Procede et systeme de transmission de l'energie electrique
Purwadi et al. Study of hybrid PV-diesel power generation system at Sebira Island-Kepulauan Seribu
EP3075059A1 (fr) Dispositif et procede de conversion continu-continu reversible permettant un echange d'energie entre deux reseaux electriques a courant continu
EP2501011A2 (fr) Gestion centralisée de l'alimentation en énergie d'une pluralité de réseaux locaux d'énergie
EP4203298B1 (fr) Synchronisation entre mini-reseaux
Chaudhary et al. Remote area hybrid solar-diesel power systems in Tropical Australia
EP2936423A1 (fr) Gestion de batteries haute temperature
Jarvis Towards high efficiency photovoltaics for applications in laser power beaming
EP3008788B1 (fr) Installation électrique avec module passerelle améliorée
CN115585840A (zh) 海岸生态监测系统
CN111433992B (zh) 具有分布式能源的电网故障检测方法和装置
US20140054962A1 (en) Electric Energy Deployment Model for Solar System
EP4322362A2 (fr) Dispositif et procédé de contrôle de la tension des microréseaux
Haque et al. Solar Energy–An Eternal Renewable Power Resource
Abbasi et al. Design phases for grid connected PV system

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20110706

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20150701