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Etude d’un système hydropneumatique de stockage d’énergie utilisant une pompe/turbine rotodynamique

type de publication      doctoral thesis
date de publication 12-12-2013
auteur(s) Ortego Sampedro Egoï
jury B. Desmet, T. Maitre, G. Dauphin-Tanguy, J.L. Kueny, M. Nemer, O. Coutier-Delgosha, A. Dazin, F. Colas
école Arts et Métiers ParisTech
  
résumé Le développement croissant de systèmes de stockage connectés au réseau électrique se voit stimulé par les problématiques de gestion de réseau liées entre autres à l’intégration croissante de technologies de production renouvelables.
L’accumulation hydropneumatique d’énergie apparaît comme une solution propre et économiquement intéressante dans le panel des technologies existantes. Le travail présenté porte sur une configuration d’accumulation air-eau sans séparation, en cycle fermé et utilisant une pompe/turbine rotodynamique.
Les principales problématiques en relation avec ces choix techniques sont : les phénomènes de transfert de masse et de chaleur à l’interface air-eau, les caractéristiques de fonctionnement d’une machine hydraulique rotodynamique en régime d’opération variable et le rendement d’accumulation du système. Ces aspects sont traités par des approches locales dans certains cas, puis globales afin de pouvoir proposer un modèle de comportement dynamique du système de stockage pouvant faire l’objet de simulations rapides. Cette modélisation a été élaborée parallèlement au développement d’un banc d’essais de 45 kW réalisé dans le cadre de ce travail. Les observations expérimentales obtenues sur ce banc sont comparées aux résultats du modèle qui rend bien compte de la dynamique et de l’état énergétique du système.
Des études d’amélioration du système ont été engagées concernant d’une part la question de la flexibilité de fourniture de puissance et d’autre part le rendement d’accumulation du réservoir de stockage.
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