Stockage, couplage et autoconsommation

TITRE DU MODULE*

Stockage, couplage et autoconsommation : des innovations de rupture pour la transition énergétique

Connaissances générales scientifiques de type Bac+2/Bac +3 en électricité, chimie, systèmes d’information, optimisation des systèmes. Une bonne assimilation du module « concurrence et marché » de l’Ecole des Ponts sera profitable

néant

Pierre-Guy Therond, ancien Directeur des Technologies à EDFR ; Julie Nguyen, Ingénieur Stockage à l’ingénierie de EDFR, Antoine Bach Delpeuch, Ingénieur « nouvelles technologies stockage » à EDFR, Nicolas Coudeyras, Directeur de Projets hybrides et micro-grid, Guillaume Gaudemer, Chef de projet innovation à EDFENR ; Merlin Enault Dautheribe, Data Scientist à EDFENR

« L’électricité ne se stocke pas ». Des générations d’étudiants ont appris cette maxime. Elle est devenue obsolète grâce aux progrès technologiques sur les batteries électrochimiques, à l’industrialisation des batteries Lithium Ion pour le véhicule électrique, à une demande considérable pour « affermir » la production variable des énergies renouvelables, sans oublier les progrès des outils digitaux de supervision et de contrôle. L’objectif général du module est donc de donner les informations et leviers d’actions les plus récents aux ingénieurs, cadres supérieurs et hauts fonctionnaires de demain qui déploieront ces technologies à grande échelle. A l’issue de cet enseignement, les étudiants seront d’abord capables de situer quantitativement (économie, contraintes techniques et HSE) ces technologies nouvelles par rapport aux technologies plus anciennes comme le stockage par pompage hydraulique. Ils seront également capables de se projeter dans l’avenir, sur un sujet à la dynamique de progrès et de coût très rapide. Au niveau des systèmes de batteries de grande puissance, ils seront capables de juger de la pertinence d’une architecture physique et de supervision. Ils maîtriseront également les leviers de performance technico-économique des systèmes à batterie, pour différents types de services fournis aux réseaux de distribution publique, associés ou nom à des centrales d’énergie renouvelable. Sur un plan plus socio-économique, ils maitriseront les leviers règlementaires, de modèles d’affaire et de politique produit pour déployer ces technologies, soit sous forme d’autoconsommation (dont l’alimentation de la recharge de véhicules électriques), soit sous forme d’IPP, soit sous forme de PPA privé.

Introduction générale : Macro-caractérisation des moyens de stockage de toutes technologies, focus sur les Station de Transfert d’Energie par Pompage (STEP)

Différents type de stockages électrochimiques et paramètres clefs de performance des cellules

Description d’un système de batteries pour une centrale renouvelable et paramètres clefs de performance

L’exploitation des moyens de stockage batterie en association ou pas avec des enr - profilage des productions agglomérées en fonction des services demandés par le système électrique

L’exploitation collective de plusieurs stockages, centrales enr et points de consommation, notamment recharge de véhicules électrique

Autoconsommation ou injection : les termes du débat au travers d’exemples concrets

21 heures de « cours magistraux », complétés par des cas d’étude soumis aux étudiants dans le cadre de leur travail personnel. Ces cas d’étude seront faits en groupe, avec restitution par la suite. Les cours magistraux contiendront une part de préparation aux travaux personnels ou en groupe.

Quiz, « devoirs en groupe », avec présentations devant l’ensemble du groupe.

Livres, « littérature grise » des entreprises sur le sujet, films sur certaines réalisations.

 

 

 

 

Storage, coupling and self-consumption : a disruption for the benefit of energy transition

General scientific knowledge pre Master1 in electricity, chemistry, information systems, system optimization. The module “Concurrence et Marchés” is a reference

none

Pierre-Guy Therond, former Chief Technology Officer at EDFR; Julie Nguyen, Storage Engineer at EDFR, Antoine Bach Delpeuch, "New Storage Technologies" Engineer at EDFR; Nicolas Coudeyras, Director for Hybrids and micro-grid projects, Guillaume Gaudemer,  Innovation Project Manager at EDFENR ; Merlin Enault Dautheribe, Data Scientist at EDFENR

"Electricity cannot be stored." Generations of students have learned this maxim. It has become obsolete thanks to technological advances in electrochemical batteries, the industrialization of Lithium Ion batteries for electric vehicles, a considerable demand to "strengthen" the variable electricity production of renewable energies, and last but not least the progress of digital supervision and control tools.

 The overall objective of the module is therefore to provide the most up-to-date information and levers for action to the future engineers, senior managers and senior civil servants who will deploy these technologies on a large scale. At the end of this course, students will first be able to evaluate quantitatively (economics, technical constraints and HSE) these new technologies in relation to older technologies such as pumped storage. They will also be able to project themselves into the future, on a subject with a  high dynamic of technological progress and cost. They will master the ten or so relevant physico-chemical parameters to judge the relevance of any battery chemistry according to the final application. At the level of high-power battery systems, they will be able to judge the relevance of a physical and supervisory architecture. They will also master the technical and economic performance levers of battery systems, for different types of services provided to public distribution networks, associated or named with renewable energy plants. On a more socio-economic level, they will master regulatory frameworks, business models and product policy levers to deploy these technologies, either in the form of self-consumption (including power for electric vehicle charging), or in the form of IPPs, or in the form of private PPAs.

General introduction: Macro-characterization of storage technologies, focus on Pumped Hydro

Different types of electrochemical storage in elementary cells and key performance parameters

Description of a typical battery system for a renewable power plant and key performance parameters

The use of battery storage facilities in association or not with renewable energies - profiling of agglomerated production according to the services required by the electricity system

The collective operation of several storage facilities, renewable energy plants and consumption points, including electric vehicle charging

Self-consumption or injection: the terms of the debate through practical examples

21 hours of lectures, supplemented by case studies submitted to the students as part of their personal work. These case studies will be done in groups or on an individual basis. The lectures will contain a part of preparation for personal or group work.

Quizzes, "homework" and "group homework", with presentations in front of the whole group.

Books, companies' "grey literature" on the subject, films on certain achievements