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Coordinateurs : Cyril Caliot, LMAP et Françoise Massines, PROMES
Lever les verrous qui limitent la prévision et l’optimisation des systèmes de conversion de la ressource solaire est un point clé pour accroître l’utilisation de l’énergie solaire.
Ainsi, l’axe Optimisation de la collecte et stratégie de conversion de la ressource est un axe transversal centré sur des problématiques communes ou en interaction avec les 4 autres axes de FédESol.
Cet axe transversal a pour objectif de rassembler les compétences de chaque axe de FédESol pour développer une étude interdisciplinaire des verrous liés à la prévision de la ressource et à la stratégie de conversion.
Le croisement des démarches et méthodologies développées dans chaque axe pour la prévision de la ressource et la stratégie de conversion permettra une identification et une analyse globale des problématiques scientifiques à résoudre.
La force de l’axe « optimisation de la collecte et stratégie de conversion de la ressource » provient de l’interaction de partenaires issus de communautés différentes et dont les activités sont disjointes aujourd’hui. Cette interaction renforcera leurs compétences sur des problématiques scientifiques transversales et des approches technologiques globales.
qui dépend de la qualité et de la quantité de la ressource solaire disponible au cours de la vie du système de collecte.
Pour mesurer la ressource, la télédétection satellitaire et les mesures in-situ sont complémentaires, mais comportent de nombreux verrous scientifiques et techniques empêchant une utilisation massive. La prévision de la ressource solaire à des horizons temporels différents en fonction des besoins nécessite des approches pluridisciplinaires comme l’imagerie, la météorologie et la climatologie. Connaissant la ressource, la prédiction des flux solaires en géométrie complexe nécessite des outils rapides et précis qui gèrent des géométries issues de mesures 3D ou de conception assistée par ordinateur. Pour couvrir les différentes échelles spatiales et temporelles (Fig. 1) de la collecte du flux solaire au cours de la vie du système solaire, les sujets suivants seront étudiés :
en fonction du lieu et des besoins (type d’environnement, ressource, réglementation, etc.)
Il inclut l’optimisation du système de conversion en considérant toutes les échelles spatio-temporelles des processus à l’œuvre, les contraintes et les objectifs de production. D’une part, les approches théoriques seront discutées telles que les méthodes mathématiques d’optimisation, les modèles physiques et les méthodes de résolution numérique. D’autre part, les solutions technologiques disponibles seront examinées incluant entre autres plusieurs sources énergétiques, des systèmes de stockage ainsi que la polygénération. En fonction des besoins locaux et pour diminuer le coût de l’énergie, des choix stratégiques de conversion de l’énergie solaire devront être proposés qui intègrent une ou plusieurs technologies de conversion comprenant un système de stockage de taille optimale. Le lieu de la conversion peut être un environnement urbain dense ou une zone désertique possédant des ressources différentes. Le flux solaire diffus peut être converti grâce aux panneaux photovoltaïques et servir à l’éclairage, tandis que le flux solaire direct peut être concentré et stocké pour augmenter les rendements de conversion (centrales hélio-thermodynamiques, hélio-thermochimiques et photovoltaïque sous concentration) et fournir de la chaleur pour un usage domestique ou industriel au moment adéquat.
Fig 1 : Répartition des technologies de prévision de la ressource solaire en fonction de leurs résolutions spatiale et temporelle (Blanc et al. Renewable Energy Forecasting. From models to applications. 2017).
Les acteurs nationaux se sont réunis autour de l’axe Optimisation de la collecte et stratégie de conversion de la ressource à plusieurs reprises. Le planning de ses rencontres et les présentations sont disponibles ci-dessous :