Air source heat pumps coupled with a photovoltaic system is onefeasible technology to reduce the emissions from the building sector.These systems usually have an auxiliary heating device that is able tocover the whole heat demand on its own. Because of this, often faultsof the system go unnoticed by the user for long periods of time,decreasing the benefits of having a renewable energy electricitysource. Measuring just the solar energy yield is not sufficient, asfaults in the other parts of the system outside the solar loop caninfluence the contribution of the solar panels. Hence, it is the goalto study the overall system performance with faulty conditions in boththe photovoltaics system and the heat pump. In this paper, a detailedreview of common PV faults and detection and inspection methods isgiven in order to perform a simulation of a PV solar assisted heat pumpsystem (PV-SAHP) in study at the Catalonia Institute for EnergyResearch (IREC). The simulation model is developed with TRNSYS and thepvlib Python package. The power curves and the energy yield obtainedprovide an outline on the performance of the system when the heat pumpand the photovoltaic system are operating in faulty and non-faultyconditions. The results show the electrical energy exchange with thegrid, the self-consumed energy and how the overall system efficiency isaffected by faulty operating conditions. The economic assessment withthe NPV criteria highlights the benefits of having a defect-freephotovoltaic system.

L’objectif principal de cette thèse est de déterminer les risques et les barrières d’investissement dans le secteur des énergies renouvelables, en Tunisie, et d’en déduire les stratégies et les mécanismes à adopter pour accélérer le processus de transition vers les énergies renouvelables. Bien que les fondements de cette thèse soient basés sur l’analyse économique, elle privilégie, plutôt, une approche interdisciplinaire de management du risque. Nous avons procédé à une étude de cas d’un projet d’énergie solaire thermodynamique à concentration (le projet « TuNur ») qui aura lieu au sud de la Tunisie. Nous avons utilisé la méthode d’Analyse Globale des Risques (AGR) qui permet de déterminer les cartographies des risques (le diagramme de Kiviat et le diagramme de Farmer) ainsi que les moyens pour les réduire. L’application de cette méthode nous a permis de dégager la liste des 8 risques majeurs ainsi que les mécanismes et les stratégies à adopter pour les réduire. A la fin de cette thèse, nous avons présenté les différentes formes de gouvernance énergétique qui permettent de faciliter la diffusion des énergies renouvelables en Tunisie. Nous avons expliqué le fait que la politique énergétique de transition vers les énergies renouvelables doit être faite par les autorités publiques, au début, mais elle doit progresser rapidement vers d’autres formes de gouvernance, en passant par la participation du secteur privé et la gouvernance locale participative jusqu’à arriver à un stade où la gouvernance des risques devient nécessaire. / The main objective of this thesis is to identify and analyze the risks and barriers faced by renewable energy investors, in Tunisia, and to deduce strategies and mechanisms that should be adopted to accelerate the process of transition to renewable energies. Although the foundations of this thesis are based on the economic analysis, it favors, rather, an interdisciplinary approach of risk management.We conducted a case study of a project of concentrating solar power (the “TuNur” project) which will be held in southern Tunisia. We used the Global Risk Analysis method (GRA) which permits the determination of cartographies of risks (Kiviat diagram and Farmer diagram) and the ways to reduce them. The application of this method allowed us to generate a list of 8 major risks and the mechanisms and strategies to reduce them. At the end of this thesis, we presented the different forms of energy governance that facilitate the diffusion of renewable energies in Tunisia. We explained that the energy policy of transition to renewable energies must be made by public authorities, at the beginning, but it must quickly move to other forms of governance, through private sector participation and participative local governance until we get to a stage where the risk governance becomes necessary.

Technische Neu- und Weiterentwicklungen sowie eine Änderung der Marktverhältnisse sind maßgebliche Motive für Investitionen. Im Bereich der Kleinwasserkraft sind Investitionen – quantitativ betrachtet – bedingt durch die aktuelle Konjunkturflaute nach der Finanzkrise gesunken. Auf der anderen Seite setzt die Politik verstärkt auf die Nutzung erneuerbarer Energien, um das Konzept der Nachhaltigkeit auf diesem Gebiet zu forcieren.

[ES] La presente tesis doctoral se enmarca en el ámbito de la producción de hidrógeno renovable, y en el estudio metodologías de intensificación de procesos para la producción de hidrógeno mediante reactores de membrana y reactores que operan a alta presión. Para la producción de hidrógeno renovable, se estudió en detalle el proceso de reformado autotérmico (ATR) de bioetanol. Se diseñó y construyó un sistema de reacción de escala de laboratorio, que se operó bajo condiciones reales de operación industrial. En una primera etapa, se realizó la evaluación de distintos catalizadores comerciales para el ATR de etanol. Tras la selección del tipo de catalizador con mejor rendimiento, se probaron distintas variaciones sobre el mismo, añadiendo dopantes a la fase activa y al soporte. Los catalizadores con mejores resultados se probaron durante más de 100 h manteniendo su rendimiento. Una vez seleccionados la composición primara de los catalizadores, se hicieron pruebas para el escalado y optimización de los catalizadores fabricados mediante un proceso industrial. Se estudiaron los efectos de las condiciones de operació, siendo el parámetro de mayor relevancia la relación O/C. El mejor de los catalizadores desarrollados aumentó el rendimiento y disminuyó la producción de hidrocarburos en estas condiciones, alcanzándose un rendimiento de hasta 3.1 mol H2 / mol etanol. Este catalizador se probó durante 200 horas, manteniendo su estabilidad en todo el periodo, validando su aplicación en un reformador de etanol para la producción de hidrógeno. En otro apartado, se estudió la utilización de membranas de transporte de oxígeno como elemento distribuidor de oxígeno para el sistema de reacción de ATR, permitiendo alimentar al reactor oxígeno de alta pureza producido in-situ. Se probaron membranas capilares de BSCF. En el sistema de reacción de ATR, las membranas mostraron una permeación acorde a los valores habituales para este material. Se estudió el comportamiento de las membranas de BSCF en una atmósfera con vapor, en la que la permeación alcanzada disminuyó en presencia de vapor. La utilización de estas membranas en la reacción de ATR requeriría de un escalado correcto, pues el flujo de oxígeno aportado por la membrana sería bajo respecto a las necesidades de oxígeno de la reacción de ATR. Seguidamente, se probaron los efectos de la aplicación de capas protectoras porosas sobre los capilares de BSCF, para mejorar su estabilidad química en ambientes de rección. Mediante la técnica de dip-coating se aplicaron capas porosas de BSCF, CTO-CMO (Ce0.8Tb0.2O2--δ- MnCo2O4) y CTO. La aplicación de estas capas aumentó la permeación por la mejora en el área superficial de intercambio y de las reacciones superficiales, alcanzándose 3 - 3.6 NmL·min-1·cm-2 para las membranas recubiertas, frente a 2.4 NmL·min-1·cm-2 para la membrana sin recubrimiento. Estas mismas membranas se probaron en un reactor de membrana, en reacción con CH4. Las capas aporataron efectos catalíticos y protectores respecto a la membrana sin tratamiento superficial. Las capas de CTO y CTO-CMO aumentaron la permeación de oxígeno y la conversión de CH4, que alcanzó valores del 100%, y además, resultaron estables en las condiciones de reacción, mientras que las membranas con capa de BSCF y sin recubrimiento tuvieron conversiones más bajas y su estructura quedó degradada por la atmósfera de la reacción. Finalmente, se llevó a cabo el diseño y construcción de un sistema de reacción de alta presión para el estudio de procesos de producción de hidrógeno a alta presión a presiones de hasta 300 barg. En esta unidad, se podrán llevar a cabo reacciones de producción de hidrógeno a partir de biomasa en agua supercrítica. Adicionalmente, se diseñó un reactor de membrana que permitirá el trabajo con membranas de permeación de gases en condiciones de alta severidad, con potencial aplicación en la producción de hidrógeno a partir de reacciones de reformado con una alta eficiencia. / [CA] La present tesi doctoral s'emmarca en l'àmbit de la producció d'hidrogen renovable, i en l'estudi metodologies d'intensificació de processos per a la producció d'hidrogen mitjançant reactors de membrana i reactors que operen a alta pressió. Per a la producció d'hidrogen renovable, es va estudiar detalladament el procés de reformat autotérmico (ATR) de bioetanol. Es va dissenyar i va construir un sistema de reacció d'escala de laboratori, que es va operar sota condicions reals d'operació industrial. En una primera etapa, es va realitzar l'avaluació de diferents catalitzadors comercials per al ATR d'etanol. Després de la selecció de la mena de catalitzador amb millor rendiment, es van provar diferents variacions sobre aquest, afegint dopants a la fase activa i al suport. Els catalitzadors amb millors resultats es van provar durant més de 100 h mantenint el seu rendiment. Una vegada seleccionats la composició prevalguera dels catalitzadors, es van fer proves per a l'escalat i optimització dels catalitzadors fabricats mitjançant un procés industrial. Es van estudiar els efectes de les condicions de operació, sent el paràmetre de major rellevància la relació O/C. El millor dels catalitzadors desenvolupats va augmentar el rendiment i va disminuir la producció d'hidrocarburs en aquestes condicions, aconseguint-se un rendiment de fins a 3.1 mol H2 / mol etanol. Aquest catalitzador es va provar durant 200 hores, mantenint la seua estabilitat en tot el període, validant la seua aplicació en un reformador d'etanol per a la producció d'hidrogen. En un altre apartat, es va estudiar la utilització de membranes de transport d'oxigen com a element distribuïdor d'oxigen per al sistema de reacció de ATR, permetent alimentar al reactor oxigen d'alta puresa produït in-situ. Es van provar membranes capil·lars de BSCF. En el sistema de reacció de ATR, les membranes van mostrar una permeación concorde als valors habituals per a aquest material. Es va estudiar el comportament de les membranes de BSCF en una atmosfera amb vapor, en la qual la permeación aconseguida va disminuir en presència de vapor. La utilització d'aquestes membranes en la reacció de ATR requeriria d'un escalat correcte, perquè el flux d'oxigen aportat per la membrana seria baix respecte a les necessitats d'oxigen de la reacció de ATR. Seguidament, es van provar els efectes de l'aplicació de capes protectores poroses sobre els capil·lars de BSCF, per a millorar la seua estabilitat química en ambients de recció. Mitjançant la tècnica de dip-coating es van aplicar capes poroses de BSCF, CTO-CMO i CTO. L'aplicació d'aquestes capes va augmentar la permeación per la millora en l'àrea superficial d'intercanvi i de les reaccions superficials, aconseguint-se 3 - 3.6 NmL·min-1·cm-2 per a les membranes recobertes, enfront de 2.4 NmL·min-1·cm-2 per a la membrana sense recobriment. Aquestes mateixes membranes es van provar en un reactor de membrana, en reacció amb CH4. Les capes aporataron efectes catalítics i protectors respecte a la membrana sense tractament superficial. Les capes de CTO i CTO-CMO van augmentar la permeación d'oxigen i la conversió de CH4, que va aconseguir valors del 100%, i a més, van resultar estables en les condicions de reacció, mentre que les membranes amb capa de BSCF i sense recobriment van tindre conversions més baixes i la seua estructura va quedar degradada per l'atmosfera de la reacció. Finalment, es va dur a terme el disseny i construcció d'un sistema de reacció d'alta pressió per a l'estudi de processos de producció d'hidrogen a alta pressió a pressions de fins a 300 barg. En aquesta unitat, es podran dur a terme reaccions de producció d'hidrogen a partir de biomassa en aigua supercrítica. Addicionalment, es va dissenyar un reactor de membrana que permetrà el treball amb membranes de permeación de gasos en condicions d'alta severitat, amb potencial aplicació en la producció d'hidrogen a partir de reaccions de reformat amb una alta eficiència. / [EN] This doctoral thesis is framed in the field of renewable hydrogen production, and in the study of process intensification methodologies for the production of hydrogen through membrane reactors and reactors that operate at high pressure. For the production of renewable hydrogen, the bioethanol autothermal reforming (ATR) process was studied in detail. He designed and built a laboratory scale reaction system, which was operated under real industrial operating conditions. In a first stage, the evaluation of different commercial catalysts for ethanol ATR was carried out. After selecting the type of catalyst with the best performance, different variations were tested on it, adding dopants to the active phase and to the support. The catalysts with the best results were tested for more than 100 h maintaining their performance. Once the primary composition of the catalysts had been selected, tests were carried out for the scaling and optimization of the catalysts manufactured by means of an industrial process. The effects of operating conditions were studied, the most relevant parameter being the O / C ratio. The best of the developed catalysts increased the yield and decreased the production of hydrocarbons under these conditions, reaching a yield of up to 3.1 mol H2 / mol ethanol. This catalyst was tested for 200 hours, maintaining its stability throughout the period, validating its application in an ethanol reformer for the production of hydrogen. In another section, the use of oxygen transport membranes as an oxygen distributor element for the ATR reaction system was studied, allowing the reactor to be fed high-purity oxygen produced in-situ. Capillary membranes from BSCF were tested. In the ATR reaction system, the membranes showed a permeation according to the usual values for this material. The behavior of the BSCF membranes was studied in an atmosphere with steam, in which the permeation achieved decreased in the presence of steam. The use of these membranes in the ATR reaction would require correct scaling, since the flow of oxygen provided by the membrane would be low compared to the oxygen needs of the ATR reaction. Next, the effects of the application of porous protective layers on the BSCF capillaries were tested, to improve their chemical stability in rection environments. By means of the dip-coating technique, porous layers of BSCF, CTO-CMO and CTO were applied. The application of these layers increased the permeation due to the improvement in the surface area of exchange and of the surface reactions, reaching 3 - 3.6 NmL · min-1 · cm-2 for the coated membranes, compared to 2.4 NmL · min-1 · cm-2 for the uncoated membrane. These same membranes were tested in a membrane reactor, in reaction with CH4. The layers supported catalytic and protective effects with respect to the membrane without surface treatment. The CTO and CTO-CMO layers increased oxygen permeation and CH4 conversion, which reached values of 100%, and were also stable under the reaction conditions, while the membranes with BSCF layer and without coating had conversions. lower and its structure was degraded by the atmosphere of the reaction. Finally, the design and construction of a high pressure reaction system was carried out for the study of high pressure hydrogen production processes at pressures up to 300 barg. In this unit, hydrogen production reactions can be carried out from biomass in supercritical water. Additionally, a membrane reactor was designed that will allow work with gas permeation membranes under conditions of high severity, with potential application in the production of hydrogen from reforming reactions with high efficiency. / Represa Bullido, Á. (2022). Desarrollo de sistemas catalíticos e intensificación de procesos para la producción de hidrógeno comprimido y productos de interés [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/183153 / TESIS

Le parc électrique français, caractérisé par une part élevée d’électricité nucléaire, est à l’aube d’une période de transition qui s’étendra au-delà de 2050. Cette transition est caractérisée par une augmentation de la part de l’éolien et du solaire et, en parallèle, une réduction de la part du nucléaire dans le mix électrique, laquelle devrait rester toutefois significative. L’intégration de l’éolien et du solaire dans un mix nécessite de mobiliser des moyens de flexibilité supplémentaires pour maintenir le niveau de fiabilité objectif du système, tant dans le court terme que dans le long terme. L’ensemble des leviers du côté de l’offre et de la demande électrique devra être mis en oeuvre pour répondre à ces nouveaux besoins de flexibilité. Le parc nucléaire aura son rôle à jouer.Dans ce contexte, comment la France peut-elle adapter son parc électrique vers plus de flexibilité, tout en conservant un mix bas carbone et en maîtrisant les coûts associés ? L’objectif de la thèse est d’apporter des éclairages à cette question, par l’intermédiaire d’analyses technico-économiques.Les interactions entre énergie nucléaire et énergies renouvelables variables sont analysées grâce à deux approches complémentaires : l’une, essentiellement technique, confronte les sollicitations futures du parc nucléaire à ses possibilités théoriques ; l’autre, technico-économique, évalue le coût pour le système électrique de voir assurée une partie de la flexibilité par le nucléaire et examine des leviers pour réduire ce coût et rendre compétitif un parc nucléaire fonctionnant en mode flexible. Ces deux approches sont basées sur la construction de scénarios aux horizons 2030 et 2050.Nous montrons que les sollicitations en suivi de charge du parc nucléaire croîtront fortement avec l’augmentation de l’éolien et du solaire. Même si le parc possède des marges de manoeuvre pour réaliser plus d’opérations de suivi de charge, celles demandées au parc nucléaire en présence de solaire et d’éolien à des taux supérieurs à 30% de la demande électrique paraissent difficilement soutenables techniquement par lui seul. Du point de vue de la gestion opérationnelle du parc nucléaire, nous remarquons qu’il est souhaitable de favoriser le développement de l’éolien par rapport à celui du solaire, puisque c’est ce dernier qui induit les sollicitations extrêmes en puissance.Le coût de production du nucléaire pourrait augmenter significativement avec la réduction de l’utilisation du parc. Il apparaît alors essentiel de promouvoir un remplacement progressif du parc pour réduire l’impact économique d’une participation à la flexibilité dans la période de transition. Dans le cas de nouveaux investissements nucléaires, une augmentation du prix de la tonne de CO2 pourrait rendre le back-up nucléaire compétitif face aux centrales à gaz à cycle combiné. Par ailleurs, anticiper le développement de nouveaux débouchés devient crucial pour éclairer les choix d’investissements électriques bas-carbone.Pour contourner la difficulté posée par la réduction du taux d’utilisation du nucléaire, nous examinons la flexibilité du nucléaire comme un levier d’offre de service énergétique plus vaste, tout en contribuant à la fiabilité du système électrique. La production d’hydrogène permet des synergies entre renouvelables et nucléaire pour valoriser ses surplus de production. Cette solution paraît intéressante dès 2030 si les capacités du parc nucléaire sont conservées et que l’opérateur choisit une stratégie économique adaptée pour s’ouvrir à de nouveaux débouchés. Le développement des exportations ou des usages de la chaleur sont aussi des options envisageables pour l’utilisation des surplus.Au global, nous recommandons, afin d’encourager les synergies possibles entre énergies bas-carbone, d’appréhender la part du nucléaire en France dans une dynamique adaptée à la pénétration des renouvelables, et au déploiement des marchés des coproduits nucléaires, dont l’hydrogène. / The French power system is transitioning towards a more diversified low carbon mix. The power mix is characterised by a high nuclear share which is to remain significant and the target to increase variable renewables (wind and solar) by 2050. When introduced massively, wind and solar trigger new needs for back-up power, both in the short and long term, to answer the flexibility required in order to maintain the reliability target level of the power system. All flexibility options should be complementarily developed, given their characteristics, and nuclear will have a role to play in this context.How could the French power mix be adapted towards more flexibility while maintaining a low-carbon level and mastering associated costs? The purpose of this PhD thesis is to shed light on this issue thanks to a techno-economic analysisAt first, interactions between nuclear and variable renewables are analysed thanks to two complementary approaches. On the one hand, a technical perspective is adopted by confronting prospective nuclear load-following requirements to the fleet theoretical capabilities. On the other hand, thanks to a techno-economic approach, we evaluate the additional cost of ensuring part of the flexibility requirements with the nuclear fleet and examine options to reduce this cost to make nuclear back-up competitive. These two approaches are based on the construction of realistic scenarios by 2030 and 2050.The French nuclear fleet will be asked for a strong increase of the load following operations with growing wind and solar shares. Even if the nuclear fleet can enable higher power ramps and amplitude variations, when wind and solar account for more than 30% in the total demand, compensating for the power variations induced would require complementary means. From a fleet management perspective, it would be beneficial to favour wind compared to solar in the power mix. The latter induces extreme power ramps and amplitudes for the nuclear fleet.The nuclear production cost could be significantly increased with the decrease of the nuclear utilisation rate. In the transition phase, it would be of great importance to promote a progressive replacement of the nuclear fleet to compensate for the production cost increase. In the case of new nuclear investments, a carbon price increase could make nuclear back-up able to compete with combined-cycle gas turbine plants as the alternative back-up option. Anticipating the development of new outlets becomes crucial to guide future investments in low-carbon power plants.To bypass the issue of the nuclear utilisation rate reduction, it would be worth considering taking advantage of the available excess energy to produce valuable products while providing flexibility services to the grid. Hydrogen production, as a flexible power demand, could enhance synergies between nuclear and variable renewables through new markets to valorise the excess nuclear energy. When wind and solar shares increase, along with the hydrogen market expected growth driven by mobility uses, opportunities are created for the nuclear operator. If the French nuclear capacities are maintained and if an adapted business model is developed, nuclear-hydrogen coproduction could answer the hydrogen demand by 2030. Other options could be considered to find outlets to the excess power such as the development of power exportations or the coproduction of heat and electricity.Overall, in order to foster synergies between low-carbon power plants, the change of the nuclear share in the French power mix should be apprehended through dynamics adapted to the penetration of renewables as well as to the deployment of hydrogen markets, and new markets in general.

<p>Drawing from research on the halo effect and protected values, consumers’ adoption intentions and willingness to pay a premium for renewable energy were explored. A moderated mediation was tested through two-instance repeated-measures linear regressions in a behavioral experiment with an Amazon MTurk sample. Besides, non-parametric tests were also used to test moderations of protected values and consumers’ demographics. In line with the expected halo effect, the effects of the renewability of the energy sources on consumers’ adoption intentions were mediated through consumers’ perceived comfort. These mediation effects were stronger among consumers with high protected values compared to those with low protected values. The non-parametric tests revealed that people with protected values were also found reluctant to pay a premium price for fossil fuels. Future directions to study the relationship between the renewability of energy sources and consumers’ willingness to pay a premium considering consumers’ demographics are also discussed </p>

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Mit dem Forschungsprojekt wurde das Ziel verfolgt, den Einfluss des Münchner Stromausfalls im Winter 2012 auf die Zahlungsbereitschaft für Versorgungssicherheit sowie auf die Akzeptanz für Erneuerbare Energien zu untersuchen. Das Ausfallereignis in München bot sich in besonderer Weise für eine Untersuchung an, da etwa die Hälfte des Stadtgebiets betroffen war, sodass eine Trennung nach beeinträchtigten und nicht-beeinträchtigen Haushalten aus einer nahezu homogenen Stichprobe ermöglicht wurde. Im Zentrum der Untersuchung steht eine repräsentative Bevölkerungsumfrage, die zwei Monate nach dem Ausfallereignis durchgeführt wurde. Dazu wurden über das Telefonlabor der Technischen Universität Dresden 526 Personen aus Münchner Privathaushalten befragt. Nach unseren Befunden beeinflusst eine kleine Versorgungsunterbrechung, wie in München, die Einstellung hinsichtlich der Erneuerbaren Energien nur unwesentlich. Allerdings können wir mit Hilfe der kontingenten Bewertungsmethode einen signifikanten Einfluss des Ausfalls auf die Zahlungsbereitschaft für eine sichere Versorgung nachweisen. Darüber ergeben sich aus unserer Studie Erkenntnisse für die Umsetzung der Energiewende: Beispielsweise wurde der Wert für die letzte gelieferte Kilowattstunde Strom (Value of Lost Load), das Last-Abschaltpotenzial von Haushalten sowie die Akzeptanz der Höhe der EEG-Umlage ermittelt.

Ce travail s'inscrit dans le projet français de gazéification de la biomasse : le projet Gaya. C'est un vaste programme R&D partenarial coordonné par GDF SUEZ et soutenu par l'ADEME. L'objectif du projet Gaya est de développer une filière décentralisée de production de bio-méthane à partir de la gazéification de la biomasse selon un procédé thermochimique de deuxième génération. L'objectif de cette thèse est de réaliser un modèle de pyrolyse de biomasse représentatif des conditions du lit fluidisé de gazéification développé dans ce projet. Un pilote expérimental, le four à image, a été développé pour reproduire au mieux les conditions de chauffage d'un lit fluidisé à 850°C. Ce pilote permet de récupérer l'ensemble des produits de pyrolyse pour une analyse ultérieure. De là, les cinétiques des réactions de pyrolyse sont déterminées par modélisation des processus physico-chimiques et optimisation à partir des résultats expérimentaux. Le craquage des vapeurs primaires de pyrolyse éjectées de la particule de biomasse est étudié durant 300 millisecondes après leur éjection de la particule de biomasse. Ces expériences de craquage sont menées sur le montage expérimental combinant un réacteur tubulaire de pyrolyse et un réacteur parfaitement auto-agité de craquage. Le modèle développé permet de représenter la pyrolyse de la biomasse introduite dans le réacteur de gazéification / This study contributes to the French biomass gasification project: Gaya project. It is a large R&D project financed by ADEME and coordinated by GDF SUEZ. The project GAYA will develop a demonstration platform for a new biomass gasification and methanation process. In this context, our objective is to build a biomass pyrolysis model, representative of the conditions encountered in the fluidized bed gasifier developed in this project. An experimental machine, the vertical image furnace, has been developed to reproduce the heat conditions of the fluidized bed gasifier at 850°C. This experimental model permits to collect all the pyrolysis products for a later analysis. Then, kinetics parameters are determined from both the physico-chemical process and the optimization of experimental results. The thermal cracking of condensable vapours, is studied during the first 300th milliseconds after their ejection from the biomass particle. For this purpose, cracking experiments are led on the experimental machine which combines a tubular pyrolysis reactor and a continuous self-stirred tank cracking reactor. The model developed allows us to represent the biomass pyrolysis introduced in the gasification reactor

Depuis 2004, l'Université de Paris Sud a établi une collaboration avec le département de Génie Électrique de la Faculté d'ingénierie de l'Université du Laos (UNL). La thématique de recherche concerne le pilotage de l'électronique de puissance pour la gestion de sources d'énergie renouvelable pour le Laos. Ainsi en 2009, le Gouvernement français a financé une bourse de thèse pour le développement d'un outil de pré-dimensionnement de la production électrique renouvelable pour les villages isolés au Laos. En effet, le réseau de transport et de distribution du Laos est déjà en tension compte tenu de l'explosion de la consommation dans les zones urbaines. Son extension aux zones rurales notamment dans les zones montagneuses représente un coût d'investissement beaucoup trop élevé. Par contre le pays bénéficie de ressources naturelles (hydrauliques, solaire et agricoles) dont l'exploitation judicieuse peut permettre le développement de la filière des énergies renouvelables. La production d'énergie électrique décentralisée (fermes solaires par exemple) nécessite une évaluation des ressources locales et un dimensionnement optimal de l'ensemble des constituants (sources, dispositifs de stockage, convertisseurs, etc.) et de l'architecture du mini ou micro réseau autonome.Cette thèse est organisée en 3 chapitres :Le chapitre 1 présente dans un premier temps le travail qui permit d'identifier les besoins et les ressources effectivement disponibles au Laos. Pour cela, un séjour de plusieurs semaines dans des zones rurales reculées du Nord-Ouest du Laos a été effectué. Cela a permis d'obtenir un profil de consommation standard, d'identifier les ressources et de relever les données des réseaux rudimentaires existants (puissance et configuration). Une importante recherche bibliographique sur les outils logiciels existants a ensuite été réalisée. Cela a permis de dimensionner et de simuler ces systèmes autonomes. Le chapitre 2 présente les limitations de ces outils de conception (absence de flexibilité dans les modèles utilisés et algorithmes d'optimisation trop contraints) et le développement dans l'environnement de Matlab-Simulink d'une bibliothèque de modèles des constituants du système d'énergie autonome. Les modèles sont réalisés pour faciliter un dimensionnement optimal du système selon des critères de coût, de disponibilité et de fiabilité. Un important travail d'étude bibliographique sur les architectures de réseaux a été réalisé et combiné à une synthèse des ressources et des besoins des milieux ruraux au Laos. Le chapitre 3 présente deux exemples de dimensionnement de systèmes de production d'électricité pour des sites isolés au Laos à partir d'énergie renouvelables. Le cahier des charges correspond à un village isolé de 50 maisons pour 130 habitants. Le critère économique est fondamental dans cette étude où l'optimisation cherche à réduire les coûts des constituants tout en satisfaisant les besoins en puissances des villageois. Différentes optimisations continue et hybrides (continu et entier) sont conduites en tenant compte de contraintes sur les sources. Des indicateurs de performance sont ainsi utilisés: "Loss of Power Supply Probability, Forced Outage Rates, Annualized Cost of System, Levelized Cost of Energy, etc.". / Since 2004, a collaboration between Université Paris Sud of France and the Department of Electrical Engineering Faculty of Engineering, National University of Laos (NUOL) has been carried out on the control of power electronics for the management of renewable energies source in Laos. Therefore in 2009, the French Government has funded a PhD thesis on the development of a designing tool for the early-sizing of renewable electricity production for isolated villages in Laos. This thesis report is organized in three chapters:Chapter I presents a short review of the status and development plans for the electrification of Laos. Then, based on a two-month field study in Northern Laos, analyses of energy consumptions of households in isolated villages and available renewable sources, using small scale hydro power plants and solar systems among others, are presented. Afterward, micro-grid configurations and technologies adapted to Laos are discussed. Obtained results are used in the next chapters as specifications for the designing tool.Chapter II focuses on software tools for system design and system modeling. First, a short review of the existing early-sizing tools for renewable energy sources for isolated villages is presented. But an analysis of evaluated software's such as LEAP, HOMER, HOGA, etc. shows that they are not opened enough to facilitate the development of a flexible and scalable designing too. Thus, Matlab/Simulink software is chosen as an open and highly adaptable architecture research tool. Then, specific models for renewable sources, storage devices, grid configuration are developed in order to facilitate the optimization procedures of an off-grid system design. After that, a short review of the existing optimization algorithms, available in Matlab, is carried out. Then, a paralleled mono-objective Genetic Algorithm is configured and applied in the next chapter.Chapter III presents several designs of isolated villages in Laos, using renewable energies. The specifications focus on isolated villages of about 50 houses for 120 inhabitants. The economic aspect is a key point in order to minimize costs of designed system while satisfying daily load demands of the village. For this task, locally available natural resources such as rivers and solar radiation are considered as energy sources. Various optimizations using continuous and discrete optimization algorithms are conducted taken into account the sources constraints and a short review of the existing hybrid system performance indicators is carried out, such as: Loss of Power Supply Probability, Forced outage rates, Annualized Cost of System, Levelized Cost of Energy, etc. Finally, the results obtained in this thesis show that renewable sources can be used at a reasonable price for off-grid electrification of isolated villages in Laos. Moreover, the developed designing tool can easily be adapted to new models of renewable sources and storage devices, which is the main interest of a designing tool for the early-sizing of off-grid renewable electricity production for isolated villages in Laos.