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Titre : Conception systémique pour la conversion d'énergie électrique. 1, Gestion, analyse et synthèse Type de document : texte imprime Auteurs : Xavier Roboam, Directeur de publication, rédacteur en chef Editeur : Hermes science publ. Année de publication : DL 2012, cop. 2012 Autre Editeur : Lavoisier Collection : (Recherche, technologie, applications. Génie électrique), ISSN 2256-7712 Importance : 428 p. Présentation : ill. Format : 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-7462-3192-4 Note générale :
Notes bibliogr. en fin de chapitres. Index
Langues : Français Mots-clés : Réseaux électriques (énergie)modèles mathématiques: Optimisation mathématique Energie Graphes Théorie des Énergie :conversion directe:modèles mathématiques Index. décimale : 621.312 Résumé : Le contexte actuel mène les concepteurs vers des systèmes toujours plus complexes et performants, intégrant un grand nombre d'éléments souvent fortement couplés et appartenant à divers champs de la physique énergétique. Après une présentation de l'approche systémique de conception, ce premier volume rassemble les points-clés permettant de modéliser et de caractériser efficacement des systèmes multiphysiques (formalismes graphiques, Bond Graphs, GIC/REM), d'analyser la qualité et la stabilité des réseaux et de contribuer à la robustesse en conception intégrée. La gestion de l'énergie des systèmes énergétiques hybrides incluant du stockage est également largement détaillée et différentes méthodes statistiques permettant de dimensionner les réseaux ou de caractériser leur sûreté de fonctionnement sont proposées (par exemple, la méthode de Monte-Carlo). Les techniques d'analyse, de synthèse et de gestion présentées dans cet ouvrage participent à l'optimisation des systèmes énergétiques. Elles sont complétées par des approches spécifiquement orientées vers la conception par optimisation, objets du second volume.
Note de contenu :
Chapitre 1, Introduction à la démarche systémique de conception / Stéphan Astier, Alain Bouscayrol et Xavier Roboam
Chapitre 2, Le formalisme Bond Graph pour une approche énergétique et dynamique de l'analyse et la synthèse des systèmes multiphysiques / Xavier Roboam, Éric Bideaux, Geneviève Dauphin-Tanguy... [et al.]
Chapitre 3, Formalismes graphiques pour la commande des systèmes énergétiques multiphysiques : des GIC à la REM / Alain Bouscayrol, Jean-Paul Hautier et Betty Lemaire-Semail
Chapitre 4, La robustesse : une nouvelle approche pour l'intégration des systèmes énergétiques / Nicole Retière, Delphine Riu, Matthieu Sautreuil... [et al.]
Chapitre 5, Qualité et stabilité des réseaux de puissance embarqués en tension continue / Hubert Piquet, Nicolas Roux, Babak Nahid-Mobarakeh... [et al.]
Chapitre 6, Gestion de l'énergie dans les systèmes électriques hybrides avec stockage / Christophe Turpin, Stéphan Astier, Xavier Roboam... [et al.]
Chapitre 7, Approche stochastique appliquée au dimensionnement des chaînes et réseaux d'énergie / Patrick Guérin, Geoffroy Roblot et Laurence Miègeville
Chapitre 8, Approche probabiliste pour la sûreté de fonctionnement des systèmes énergétiques / Yvon Besanger et Jean-Pierre RognonPermalink : ./index.php?lvl=notice_display&id=11374 Conception systémique pour la conversion d'énergie électrique. 1, Gestion, analyse et synthèse [texte imprime] / Xavier Roboam, Directeur de publication, rédacteur en chef . - [S.l.] : Hermes science publ. : [S.l.] : Lavoisier, DL 2012, cop. 2012 . - 428 p. : ill. ; 24 cm. - ((Recherche, technologie, applications. Génie électrique), ISSN 2256-7712) .
ISBN : 978-2-7462-3192-4
Notes bibliogr. en fin de chapitres. Index
Langues : Français
Mots-clés : Réseaux électriques (énergie)modèles mathématiques: Optimisation mathématique Energie Graphes Théorie des Énergie :conversion directe:modèles mathématiques Index. décimale : 621.312 Résumé : Le contexte actuel mène les concepteurs vers des systèmes toujours plus complexes et performants, intégrant un grand nombre d'éléments souvent fortement couplés et appartenant à divers champs de la physique énergétique. Après une présentation de l'approche systémique de conception, ce premier volume rassemble les points-clés permettant de modéliser et de caractériser efficacement des systèmes multiphysiques (formalismes graphiques, Bond Graphs, GIC/REM), d'analyser la qualité et la stabilité des réseaux et de contribuer à la robustesse en conception intégrée. La gestion de l'énergie des systèmes énergétiques hybrides incluant du stockage est également largement détaillée et différentes méthodes statistiques permettant de dimensionner les réseaux ou de caractériser leur sûreté de fonctionnement sont proposées (par exemple, la méthode de Monte-Carlo). Les techniques d'analyse, de synthèse et de gestion présentées dans cet ouvrage participent à l'optimisation des systèmes énergétiques. Elles sont complétées par des approches spécifiquement orientées vers la conception par optimisation, objets du second volume.
Note de contenu :
Chapitre 1, Introduction à la démarche systémique de conception / Stéphan Astier, Alain Bouscayrol et Xavier Roboam
Chapitre 2, Le formalisme Bond Graph pour une approche énergétique et dynamique de l'analyse et la synthèse des systèmes multiphysiques / Xavier Roboam, Éric Bideaux, Geneviève Dauphin-Tanguy... [et al.]
Chapitre 3, Formalismes graphiques pour la commande des systèmes énergétiques multiphysiques : des GIC à la REM / Alain Bouscayrol, Jean-Paul Hautier et Betty Lemaire-Semail
Chapitre 4, La robustesse : une nouvelle approche pour l'intégration des systèmes énergétiques / Nicole Retière, Delphine Riu, Matthieu Sautreuil... [et al.]
Chapitre 5, Qualité et stabilité des réseaux de puissance embarqués en tension continue / Hubert Piquet, Nicolas Roux, Babak Nahid-Mobarakeh... [et al.]
Chapitre 6, Gestion de l'énergie dans les systèmes électriques hybrides avec stockage / Christophe Turpin, Stéphan Astier, Xavier Roboam... [et al.]
Chapitre 7, Approche stochastique appliquée au dimensionnement des chaînes et réseaux d'énergie / Patrick Guérin, Geoffroy Roblot et Laurence Miègeville
Chapitre 8, Approche probabiliste pour la sûreté de fonctionnement des systèmes énergétiques / Yvon Besanger et Jean-Pierre RognonPermalink : ./index.php?lvl=notice_display&id=11374 Réservation
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Titre : Energies marines renouvelables : aspects généraux, éolien, marémoteur et hydrolien Type de document : texte imprime Auteurs : Bernard Multon Editeur : Paris : Lavoisier Année de publication : DL 2011, cop. 2011 Autre Editeur : Hermès Science Publications Collection : (Traité EGEM, serie Génie électrique) Importance : 384 p. Présentation : ill. en coul. et en noir, graph. Format : 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-7462-2597-8 Note générale : Bibliogr. en fin de chapitres. Index Langues : Français Mots-clés : Energie des mers Energies renouvelables Energie éolienne Energie marémotrice Index. décimale : 621.312 Résumé : Les énergies marines renouvelables constituent un gisement considérable pour produire de l'électricité et si certaines technologies de conversion ont déjà atteint un certain niveau de maturité, d'autres sont en pleine émergence.
L'originalité de cet ouvrage très pluridisciplinaire, premier d'un ensemble de deux volumes, est d'offrir un large spectre de connaissances issues de spécialistes d'origines variées.
Sont ainsi traités les aspects aussi généraux que les spécificités et contraintes de l'environnement marin, des notions d'hydrodynamique et de génie océanique et les volets industriels et économiques nécessaires au montage de projets, mais également des aspects plus pointus, comme les éoliennes offshore, les usines marémotrices et les hydroliennes.
Le second volume traite, quant à lui, des houlogénérateurs, de la conversion de l'énergie thermique des mers, des chaînes de conversion statique (fondée essentiellement sur l'électronique de puissance) et des câbles sous-marins de collecte.
Note de contenu : Avant-propos - B. Multon.
Préface - M. Paillard.
Chapitre 1, Environnement marin et ressources énergétiques
Chapitre 2, Contraintes de l'environnement marin
Chapitre 3, Notions d'hydrodynamique et génie océanique
Chapitre 4, Énergies marines et acteurs industriels
Chapitre 5, Implantation des éoliennes en mer
Chapitre 6, Chaînes de conversion des éoliennes offshore
Chapitre 7, Production marémotrice
Chapitre 8, Concepts, modélisation et commandes des hydroliennes
Chapitre 9, Paimpol-Bréhat : développement du premier parc hydrolien en France
Chapitre 10, Retour d'expérience du projet d'hydrolienne Sabella
IndexPermalink : ./index.php?lvl=notice_display&id=11359 Energies marines renouvelables : aspects généraux, éolien, marémoteur et hydrolien [texte imprime] / Bernard Multon . - Paris : Lavoisier : [S.l.] : Hermès Science Publications, DL 2011, cop. 2011 . - 384 p. : ill. en coul. et en noir, graph. ; 24 cm. - ((Traité EGEM, serie Génie électrique)) .
ISBN : 978-2-7462-2597-8
Bibliogr. en fin de chapitres. Index
Langues : Français
Mots-clés : Energie des mers Energies renouvelables Energie éolienne Energie marémotrice Index. décimale : 621.312 Résumé : Les énergies marines renouvelables constituent un gisement considérable pour produire de l'électricité et si certaines technologies de conversion ont déjà atteint un certain niveau de maturité, d'autres sont en pleine émergence.
L'originalité de cet ouvrage très pluridisciplinaire, premier d'un ensemble de deux volumes, est d'offrir un large spectre de connaissances issues de spécialistes d'origines variées.
Sont ainsi traités les aspects aussi généraux que les spécificités et contraintes de l'environnement marin, des notions d'hydrodynamique et de génie océanique et les volets industriels et économiques nécessaires au montage de projets, mais également des aspects plus pointus, comme les éoliennes offshore, les usines marémotrices et les hydroliennes.
Le second volume traite, quant à lui, des houlogénérateurs, de la conversion de l'énergie thermique des mers, des chaînes de conversion statique (fondée essentiellement sur l'électronique de puissance) et des câbles sous-marins de collecte.
Note de contenu : Avant-propos - B. Multon.
Préface - M. Paillard.
Chapitre 1, Environnement marin et ressources énergétiques
Chapitre 2, Contraintes de l'environnement marin
Chapitre 3, Notions d'hydrodynamique et génie océanique
Chapitre 4, Énergies marines et acteurs industriels
Chapitre 5, Implantation des éoliennes en mer
Chapitre 6, Chaînes de conversion des éoliennes offshore
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Problèmes d'électronique de puissance [Texte imprimé] Roussel, Jean - Marc Nouvelles technologies de l'énergie Sabonnadière, Jean-Claude Énergie thermique, houlogénération et technologies de conversion et de transport des énergies marines renouvelables Multon, Bernard Les Energies renouvelables Walisiewicz, Marek Protection des installations électriques contre la foudre Dunand, philippe Energie solaire photovoltaïque Labouret, Anne Aucun avis, veuillez vous identifier pour ajouter le vôtre !
Titre : Générateurs électrochimiques : piles , accumulateurs et piles à combustibles Type de document : texte imprime Auteurs : Pierre Mayé Editeur : Paris : Dunod Année de publication : DL 2010 Importance : (VII-199 p.) Présentation : ill., couv. ill Format : 25 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-10-052991-9 Note générale :
Bibliogr. p. 195. Lexique en anglais traduit en français. IndexLangues : Français Mots-clés : Électrochimie Électrotechnique Index. décimale : 621.312 Résumé : Cet ouvrage s’adresse aux ingénieurs et aux techniciens ayant à utiliser des générateurs électrochimiques, qu’ils soient électrotechniciens ou électroniciens, ainsi qu’aux élèves ingénieurs et étudiants se préparant à ces métiers. Il peut également intéresser les étudiants en chimie et en physique amenés à étudier les applications de l’électrochimie.
Les générateurs électrochimiques sont utilisés dans des domaines très variés, de la pile miniature d’un stimulateur cardiaque au parc de batteries d’une installation de stockage d’énergie. Face à une demande croissante et à des exigences de plus en plus grandes, ils ont fait des progrès notables ces dernières années.
L’ouvrage propose une synthèse des connaissances actuelles sur les générateurs électrochimiques. Après une présentation des principes de base communs, il décrit successivement :
On distingue trois grandes catégories de générateurs électrochimiques : les piles, les accumulateurs et les piles à combustibles.
- Une pile est un générateur électrochimique qui n’est pas conçu pour être rechargé.
- Un accumulateur au contraire est conçu pour supporter de nombreux cycles charge/décharge.
- Une pile à combustible est un générateur électrochimique qui transforme de l'énergie chimique en énergie électrique à partir de réactifs renouvelés. Cet ouvrage commence par exposer les principes de chime et d'électricité qui sont communs à ces différents dispositifs. Les questions relatives aux problèmes de sécurité ou de recyclage sont ensuite abordées. Les différentes variantes chimiques disponibles, les caractéristiques, les diverses technologies employées et leurs applications sont décrites en détail.
L'ouvrage se termine par deux chapitres sur la modélisation des piles à combustible (force électromotrice, tension, puissance, comsommation des réactifs, rendement...), et sur les différents combustibles utilisables actuellement.Note de contenu : 1 Généralités 1
1.1 Introduction 1
1.2 Principes de base 4
1.3 Paramètres d'un générateur électrochimique 7
1.4 Influence du courant de décharge sur la capacité 11
2 Thermochimie 15
2.1 Transformations et réactions chimiques 15
2.2 Fonctions d'état utilisées en thermochimie 17
2.3 Grandeurs molaires partielles 18
2.4 Grandeurs de réaction 18
2.5 Grandeurs standard de réaction 19
2.6 Grandeurs standard de formation 20
2.7 Calcul des grandeurs standard de réaction 21
3 Électrochimie 25
3.1 Thermodynamique électrochimique 25
3.2 Chute de tension 30
4 Alimentation des systèmes électroniques portables 35
4.1 Alimentations autonomes 35
4.2 Régulateurs linéaires 37
4.3 Régulateurs à découpage 40
4.4 Régulateurs à pompe de charges 42
5 Piles au zinc 45
5.1 Pile Leclanché 45
5.2 Pile alcaline à l'oxyde de manganèse 52
5.3 Pile à l'oxyde de mercure 58
5.4 Pile à l'oxyde d'argent 61
5.5 Pile alcaline air-zinc 64
6 Piles au lithium 69
6.1 Présentation générale 69
6.2 Pile lithium-dioxyde de soufre 70
6.3 Pile lithium-dioxyde de manganèse 71
6.4 Pile lithium-dichlorure de thionyle 74
6.5 Pile lithium-iode 76
7 Accumulateurs au plomb 79
7.1 Historique et évolution 79
7.2 Constitution 79
7.3 Réactions électrochimiques 79
7.4 Force électromotrice 84
7.5 Causes de défaillance 86
7.6 Entretien 87
7.7 Caractéristiques 88
7.8 Technologie 90
7.9 Applications 92
8 Accumulateurs au nickel 93
8.1 Accumulateur nickel-cadmium 93
8.2 Accumulateur nickel-hydrure métallique 98
9 Accumulateurs au lithium 103
9.1 Accumulateur aux ions lithium 103
9.2 Accumulateur lithium-polymère 106
10 Charge des accumulateurs 109
10.1 Processus de charge 109
10.2 Chargeurs 112
11 Notions générales sur les piles à combustible 119
11.1 Historique 119
11.2 Principe 120
11.3 Constitution 121
11.4 Applications 126
12 Types de piles à combustible 129
12.1 Pile à combustible alcaline (AFC) 129
12.2 Pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) 131
12.3 Pile à combustible à acide phosphorique (PAFC) 133
12.4 Pile à combustible à carbonate fondu (MCFC) 135
12.5 Pile à combustible à oxyde solide (SOFC) 137
12.6 Pile à combustible à utilisation directe de méthanol (DMFC) 138
12.7 Pile à combustible à utilisation directe d'éthanol (DEFC) 141
12.8 Pile à combustible à utilisation directe d'hydrazine (DHFC) 142
12.9 Pile à combustible à utilisation directe de borohydrure (DBFC) 144
13 Modélisation des piles à combustible 147
13.1 Grandeurs standard de réaction 147
13.2 Force électromotrice 154
13.3 Tension 163
13.4 Puissance 165
13.5 Débit des réactifs 166
13.6 Rendement 168
14 Combustibles 173
14.1 Propriétés générales du dihydrogène 173
14.2 Production du dihydrogène 174
14.3 Purification du dihydrogène 185
14.4 Stockage du dihydrogène 187
14.5 Autres combustibles 190
Lexique 193
Bibliographie 195
Table des matièresEn ligne : https://www.amazon.fr/G%C3%A9n%C3%A9rateurs-%C3%A9lectrochimiques-Piles-accumula [...] Permalink : ./index.php?lvl=notice_display&id=11304 Générateurs électrochimiques : piles , accumulateurs et piles à combustibles [texte imprime] / Pierre Mayé . - Paris : Dunod, DL 2010 . - (VII-199 p.) : ill., couv. ill ; 25 cm.
ISBN : 978-2-10-052991-9
Bibliogr. p. 195. Lexique en anglais traduit en français. Index
Langues : Français
Mots-clés : Électrochimie Électrotechnique Index. décimale : 621.312 Résumé : Cet ouvrage s’adresse aux ingénieurs et aux techniciens ayant à utiliser des générateurs électrochimiques, qu’ils soient électrotechniciens ou électroniciens, ainsi qu’aux élèves ingénieurs et étudiants se préparant à ces métiers. Il peut également intéresser les étudiants en chimie et en physique amenés à étudier les applications de l’électrochimie.
Les générateurs électrochimiques sont utilisés dans des domaines très variés, de la pile miniature d’un stimulateur cardiaque au parc de batteries d’une installation de stockage d’énergie. Face à une demande croissante et à des exigences de plus en plus grandes, ils ont fait des progrès notables ces dernières années.
L’ouvrage propose une synthèse des connaissances actuelles sur les générateurs électrochimiques. Après une présentation des principes de base communs, il décrit successivement :
On distingue trois grandes catégories de générateurs électrochimiques : les piles, les accumulateurs et les piles à combustibles.
- Une pile est un générateur électrochimique qui n’est pas conçu pour être rechargé.
- Un accumulateur au contraire est conçu pour supporter de nombreux cycles charge/décharge.
- Une pile à combustible est un générateur électrochimique qui transforme de l'énergie chimique en énergie électrique à partir de réactifs renouvelés. Cet ouvrage commence par exposer les principes de chime et d'électricité qui sont communs à ces différents dispositifs. Les questions relatives aux problèmes de sécurité ou de recyclage sont ensuite abordées. Les différentes variantes chimiques disponibles, les caractéristiques, les diverses technologies employées et leurs applications sont décrites en détail.
L'ouvrage se termine par deux chapitres sur la modélisation des piles à combustible (force électromotrice, tension, puissance, comsommation des réactifs, rendement...), et sur les différents combustibles utilisables actuellement.Note de contenu : 1 Généralités 1
1.1 Introduction 1
1.2 Principes de base 4
1.3 Paramètres d'un générateur électrochimique 7
1.4 Influence du courant de décharge sur la capacité 11
2 Thermochimie 15
2.1 Transformations et réactions chimiques 15
2.2 Fonctions d'état utilisées en thermochimie 17
2.3 Grandeurs molaires partielles 18
2.4 Grandeurs de réaction 18
2.5 Grandeurs standard de réaction 19
2.6 Grandeurs standard de formation 20
2.7 Calcul des grandeurs standard de réaction 21
3 Électrochimie 25
3.1 Thermodynamique électrochimique 25
3.2 Chute de tension 30
4 Alimentation des systèmes électroniques portables 35
4.1 Alimentations autonomes 35
4.2 Régulateurs linéaires 37
4.3 Régulateurs à découpage 40
4.4 Régulateurs à pompe de charges 42
5 Piles au zinc 45
5.1 Pile Leclanché 45
5.2 Pile alcaline à l'oxyde de manganèse 52
5.3 Pile à l'oxyde de mercure 58
5.4 Pile à l'oxyde d'argent 61
5.5 Pile alcaline air-zinc 64
6 Piles au lithium 69
6.1 Présentation générale 69
6.2 Pile lithium-dioxyde de soufre 70
6.3 Pile lithium-dioxyde de manganèse 71
6.4 Pile lithium-dichlorure de thionyle 74
6.5 Pile lithium-iode 76
7 Accumulateurs au plomb 79
7.1 Historique et évolution 79
7.2 Constitution 79
7.3 Réactions électrochimiques 79
7.4 Force électromotrice 84
7.5 Causes de défaillance 86
7.6 Entretien 87
7.7 Caractéristiques 88
7.8 Technologie 90
7.9 Applications 92
8 Accumulateurs au nickel 93
8.1 Accumulateur nickel-cadmium 93
8.2 Accumulateur nickel-hydrure métallique 98
9 Accumulateurs au lithium 103
9.1 Accumulateur aux ions lithium 103
9.2 Accumulateur lithium-polymère 106
10 Charge des accumulateurs 109
10.1 Processus de charge 109
10.2 Chargeurs 112
11 Notions générales sur les piles à combustible 119
11.1 Historique 119
11.2 Principe 120
11.3 Constitution 121
11.4 Applications 126
12 Types de piles à combustible 129
12.1 Pile à combustible alcaline (AFC) 129
12.2 Pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) 131
12.3 Pile à combustible à acide phosphorique (PAFC) 133
12.4 Pile à combustible à carbonate fondu (MCFC) 135
12.5 Pile à combustible à oxyde solide (SOFC) 137
12.6 Pile à combustible à utilisation directe de méthanol (DMFC) 138
12.7 Pile à combustible à utilisation directe d'éthanol (DEFC) 141
12.8 Pile à combustible à utilisation directe d'hydrazine (DHFC) 142
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13 Modélisation des piles à combustible 147
13.1 Grandeurs standard de réaction 147
13.2 Force électromotrice 154
13.3 Tension 163
13.4 Puissance 165
13.5 Débit des réactifs 166
13.6 Rendement 168
14 Combustibles 173
14.1 Propriétés générales du dihydrogène 173
14.2 Production du dihydrogène 174
14.3 Purification du dihydrogène 185
14.4 Stockage du dihydrogène 187
14.5 Autres combustibles 190
Lexique 193
Bibliographie 195
Table des matièresEn ligne : https://www.amazon.fr/G%C3%A9n%C3%A9rateurs-%C3%A9lectrochimiques-Piles-accumula [...] Permalink : ./index.php?lvl=notice_display&id=11304 Réservation
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Titre : Grid Integration of wind energy conversion systems Type de document : texte imprime Auteurs : Siegfried Heier, Auteur ; Rachel Waddington, Traducteur Mention d'édition : 2nd ed. Editeur : Chichester, England ; Hoboken, NJ : Wiley Année de publication : cop. 2006 Importance : (XIX-426 p.) Présentation : ill., couv. ill. en coul. Format : 25 cm Accompagnement : Heier, Siegfried. Auteur Waddington, Rachel. Traduction ISBN/ISSN/EAN : 978-0-470-86899-7 Note générale : Bibliogr. p. [405]-415. Index Langues : Anglais Mots-clés : Wind power plants Wind energy conversion systems Electric power systems Centrales éoliennes Énergie éolienne Réseaux électriques (énergie) Index. décimale : 621.312 Résumé : Wind energy is a reliable, natural and renewable electrical power supply. The high installed capacity of today’s wind turbines and decreasing plant costs have shown that wind power can be competitive with conventional, more heavily polluting, fuels in the long term.
Focusing on the electrical engineering aspects of wind energy, this completely revised edition provides a detailed treatment of electrical and mechanical components and their interdependency, power control and supervision in wind power plants, and the grid integration facility. The book incorporates all the recent technical developments in electrical power conversion systems and essential operating conditions.
Provides guidelines for the design, construction and installation of wind power plants
Presents the history of wind technology, wind resources and economics of wind energy generation
Introduces operating results and cost considerations
Describes the fundamental characteristics and theoretical tools of electrical and mechanical components
Discusses conventional and new types of generators, converters and power electronics
Offers a comprehensive treatment of grid integration including the effect of power fluctuations on harmonics
Focuses on improved use of grid capacities and grid support for fixed-and variable-speed controlled wind power plants
Outlines power conditioning and control systems to ensure the safe operation of plants
Fully revised and updated, this new edition will continue to be the definitive resource for researchers and practitioners involved in the planning, installation and grid integration of wind turbines and power plants. The thorough approach will also prove highly beneficial to university students and practitioners in wind engineering,Note de contenu : Preface xi
Notation xiii
1 Wind Energy Power Plants 1
1.1 Wind Turbine Structures 1
1.2 A Brief History 4
1.3 Milestones of Development 5
1.4 Functional Structures of Wind Turbines 20
References 30
2 Wind Energy Conversion Systems 31
2.1 Drive Torque and Rotor Power 31
2.1.1 Inputs and outputs of a wind turbine 31
2.1.2 Power extraction from the airstream 32
2.1.3 Determining power or driving torque by the blade element method 34
2.1.4 Simplifying the computation method 38
2.1.5 Modeling turbine characteristics 40
2.2 Turbines 46
2.2.1 Hub and turbine design 50
2.2.2 Rotor blade geometry 51
2.3 Power Control by Turbine Manipulation 57
2.3.1 Turbine yawing 57
2.3.2 Rotor blade pitch variation 67
2.3.3 Limiting power by stall control 97
2.3.4 Power control using speed variation 100
2.4 Mechanical Drive Trains 102
2.5 System Data of a Wind Power Plant 108
2.5.1 Turbine and drive train data 108
2.5.2 Machine and tower masses 110
2.5.3 Machine costs 111
References 116
3 Generating Electrical Energy from Mechanical Energy 119
3.1 Constraints and Demands on the Generator 119
3.2 Energy Converter Systems 122
3.2.1 Asynchronous generator construction 125
3.2.2 Synchronous generator construction 126
3.3 Operational Ranges of Asynchronous and Synchronous Machines 126
3.4 Static and Dynamic Torque 132
3.4.1 Static torque 133
3.4.2 Dynamic torque 147
3.5 Generator Simulation 154
3.5.1 Synchronous machines 155
3.5.2 Asynchronous machines 160
3.6 Design Aspects 161
3.6.1 Asynchronous generators 162
3.6.2 Synchronous generators for gearless plants 174
3.6.3 Multi-generator concept (Dissertation A. Ezzahraoui) 187
3.6.4 Ring generator with magnetic bearings (Dissertation K. Messol) 194
3.6.5 Compact superconductive and other new generator concepts 197
3.7 Machine Data 199
3.7.1 Mass and cost relationships 200
3.7.2 Characteristic values of asynchronous machines 202
3.7.3 Characteristic values of synchronous machines 204
References 208
4 The Transfer of Electrical Energy to the Supply Grid 210
4.1 Power Conditioning and Grid Connection 210
4.1.1 Converter systems 212
4.1.2 Power semiconductors for converters 215
4.1.3 Functional characteristics of power converters 218
4.1.4 Converter designs 222
4.1.5 Indirect converter 223
4.1.6 Electromagnetic compatibility (EMC) 236
4.1.7 Protective measures during power conditioning 237
4.2 Grid Protection 238
4.2.1 Fuses and grid disconnection 239
4.2.2 Short-circuiting power 239
4.2.3 Increase of short-circuit power 242
4.2.4 Isolated operation and rapid auto-reclosure 245
4.2.5 Overvoltages in the event of grid faults 247
4.3 Grid Effects 247
4.3.1 General compatibility and interference 247
4.3.2 Output behavior of wind power plants 248
4.3.3 Voltage response in grid supply 260
4.3.4 Harmonics and subharmonics 271
4.3.5 Voltage faults and the fault-ride-through (FRT) 279
4.4 Resonance Effects in the Grid During Normal Operation 284
4.5 Remedial Measures against Grid Effects and Grid Resonances 290
4.5.1 Filters 290
4.5.2 Filter design 292
4.5.3 Function of harmonic absorber filters and compensation units 293
4.5.4 Grid-specific filter layout 294
4.5.5 Utilizing compensating effects 297
4.6 Grid Control and Protection 300
4.6.1 Supply by wind turbines 300
4.6.2 Grid support and grid control with wind turbines and other renewable systems 301
4.6.3 Central reactive power control 305
4.6.4 System services and operation 308
4.6.5 Connection of wind turbine to the transmission grid 310
4.7 Grid Connection Rules 311
4.8 Grid Connection in the Offshore Region 317
4.8.1 Offshore wind farm properties 317
4.8.2 Stationary and dynamic behavior of offshore wind farms 319
4.8.3 Wind farm and cluster formation at sea and grid connection 319
4.8.4 Electrical energy transmission to the mainland 323
4.8.5 Reactive power requirement and reactive power provision in the offshore grid 325
4.8.6 Flexible AC transmission systems (FACTS) 330
4.9 Integration of the Wind Energy into the Grid and Provision of Energy 333
4.9.1 Grid extension 333
4.9.2 Provision of energy 335
4.9.3 Control and reserve power 337
4.9.4 Power reserve provision with wind farms (Dissertation A. J. Gesino) 338
4.9.5 Intercontinental grid connections 346
References 346
5 Control and Supervision of Wind Turbines 355
5.1 System Requirements and Operating Modes 356
5.2 Isolated Operation of Wind Turbines 358
5.2.1 Turbines without a blade pitch adjustment mechanism 359
5.2.2 Plants with a blade pitch adjustment mechanism 360
5.2.3 Plants with load management 362
5.2.4 Turbine control by means of a bypass 362
5.3 Grid Operation of Wind Turbines 363
5.4 Control Concepts 367
5.4.1 Control in isolated operation 367
5.4.2 Regulation of variable-speed turbines 371
5.4.3 Regulation of variable-slip asynchronous generators 373
5.4.4 Regulation of turbines with a rigid connection to the grid 388
5.4.5 Wind turbine control using hydrodynamic variable-speed superimposing gears 390
5.5 Controller Design 390
5.5.1 Adjustment processes and torsional moments at the rotor blades 392
5.5.2 Standardizing and linearizing the variables 395
5.5.3 Control circuits and simplified dimensioning 400
5.5.4 Improving the control characteristics 404
5.5.5 Control design for wind turbines 410
5.6 Management System 411
5.6.1 Operating states 412
5.6.2 Faults 423
5.6.3 Determining the state of system components 424
5.7 Monitoring and Safety Systems 424
5.7.1 Wind measuring devices 425
5.7.2 Oscillation monitoring 425
5.7.3 Grid surveillance and lightning protection 426
5.7.4 Surveillance computer 426
5.7.5 Fault prediction 427
5.7.6 Voltage limitation 429
References 430
6 UsingWind Energy 436
6.1 Wind Conditions and Energy Yields 436
6.1.1 Global wind conditions 436
6.1.2 Local wind conditions and annual available power from the wind 438
6.1.3 Calculation of site-specific and regional turbine yields 440
6.1.4 Wind atlas methods 444
6.2 Potential and Expansion 449
6.2.1 Wind energy use on land 449
6.2.2 Offshore wind energy use 451
6.2.3 Repowering 453
6.3 Economic Considerations 455
6.3.1 Purchase and maintenance costs 457
6.3.2 Power supply and financial yields 457
6.3.3 Blue section 460
6.3.4 Commercial calculation methods 461
6.4 Legal Aspects and the Installation of Turbines 463
6.4.1 Immission protection 464
6.4.2 Nature and landscape conservation 467
6.4.3 Building laws 468
6.4.4 Planning and planning permission 469
6.4.5 Procedure for erecting a wind turbine 470
6.4.6 Offshore utilization of wind energy 472
6.5 Ecological Balance 474
6.5.1 Contribution to climate protection 474
6.5.2 Landscape utilization 475
6.5.3 Bird strike 475
6.5.4 Bats 475
6.5.5 Recycling of wind turbines 475
6.5.6 Energetic amortization time and harvest factor 476
References 476
Index 483
En ligne : https://www.amazon.fr/Grid-Integration-Energy-Conversion-Systems/dp/0470868996/r [...] Permalink : ./index.php?lvl=notice_display&id=11354 Grid Integration of wind energy conversion systems [texte imprime] / Siegfried Heier, Auteur ; Rachel Waddington, Traducteur . - 2nd ed. . - Royaume-Uni de Grande-Bretagne et d'Irlande du Nord : Chichester, England ; Hoboken, NJ : Wiley, cop. 2006 . - (XIX-426 p.) : ill., couv. ill. en coul. ; 25 cm + Heier, Siegfried. Auteur Waddington, Rachel. Traduction.
ISBN : 978-0-470-86899-7
Bibliogr. p. [405]-415. Index
Langues : Anglais
Mots-clés : Wind power plants Wind energy conversion systems Electric power systems Centrales éoliennes Énergie éolienne Réseaux électriques (énergie) Index. décimale : 621.312 Résumé : Wind energy is a reliable, natural and renewable electrical power supply. The high installed capacity of today’s wind turbines and decreasing plant costs have shown that wind power can be competitive with conventional, more heavily polluting, fuels in the long term.
Focusing on the electrical engineering aspects of wind energy, this completely revised edition provides a detailed treatment of electrical and mechanical components and their interdependency, power control and supervision in wind power plants, and the grid integration facility. The book incorporates all the recent technical developments in electrical power conversion systems and essential operating conditions.
Provides guidelines for the design, construction and installation of wind power plants
Presents the history of wind technology, wind resources and economics of wind energy generation
Introduces operating results and cost considerations
Describes the fundamental characteristics and theoretical tools of electrical and mechanical components
Discusses conventional and new types of generators, converters and power electronics
Offers a comprehensive treatment of grid integration including the effect of power fluctuations on harmonics
Focuses on improved use of grid capacities and grid support for fixed-and variable-speed controlled wind power plants
Outlines power conditioning and control systems to ensure the safe operation of plants
Fully revised and updated, this new edition will continue to be the definitive resource for researchers and practitioners involved in the planning, installation and grid integration of wind turbines and power plants. The thorough approach will also prove highly beneficial to university students and practitioners in wind engineering,Note de contenu : Preface xi
Notation xiii
1 Wind Energy Power Plants 1
1.1 Wind Turbine Structures 1
1.2 A Brief History 4
1.3 Milestones of Development 5
1.4 Functional Structures of Wind Turbines 20
References 30
2 Wind Energy Conversion Systems 31
2.1 Drive Torque and Rotor Power 31
2.1.1 Inputs and outputs of a wind turbine 31
2.1.2 Power extraction from the airstream 32
2.1.3 Determining power or driving torque by the blade element method 34
2.1.4 Simplifying the computation method 38
2.1.5 Modeling turbine characteristics 40
2.2 Turbines 46
2.2.1 Hub and turbine design 50
2.2.2 Rotor blade geometry 51
2.3 Power Control by Turbine Manipulation 57
2.3.1 Turbine yawing 57
2.3.2 Rotor blade pitch variation 67
2.3.3 Limiting power by stall control 97
2.3.4 Power control using speed variation 100
2.4 Mechanical Drive Trains 102
2.5 System Data of a Wind Power Plant 108
2.5.1 Turbine and drive train data 108
2.5.2 Machine and tower masses 110
2.5.3 Machine costs 111
References 116
3 Generating Electrical Energy from Mechanical Energy 119
3.1 Constraints and Demands on the Generator 119
3.2 Energy Converter Systems 122
3.2.1 Asynchronous generator construction 125
3.2.2 Synchronous generator construction 126
3.3 Operational Ranges of Asynchronous and Synchronous Machines 126
3.4 Static and Dynamic Torque 132
3.4.1 Static torque 133
3.4.2 Dynamic torque 147
3.5 Generator Simulation 154
3.5.1 Synchronous machines 155
3.5.2 Asynchronous machines 160
3.6 Design Aspects 161
3.6.1 Asynchronous generators 162
3.6.2 Synchronous generators for gearless plants 174
3.6.3 Multi-generator concept (Dissertation A. Ezzahraoui) 187
3.6.4 Ring generator with magnetic bearings (Dissertation K. Messol) 194
3.6.5 Compact superconductive and other new generator concepts 197
3.7 Machine Data 199
3.7.1 Mass and cost relationships 200
3.7.2 Characteristic values of asynchronous machines 202
3.7.3 Characteristic values of synchronous machines 204
References 208
4 The Transfer of Electrical Energy to the Supply Grid 210
4.1 Power Conditioning and Grid Connection 210
4.1.1 Converter systems 212
4.1.2 Power semiconductors for converters 215
4.1.3 Functional characteristics of power converters 218
4.1.4 Converter designs 222
4.1.5 Indirect converter 223
4.1.6 Electromagnetic compatibility (EMC) 236
4.1.7 Protective measures during power conditioning 237
4.2 Grid Protection 238
4.2.1 Fuses and grid disconnection 239
4.2.2 Short-circuiting power 239
4.2.3 Increase of short-circuit power 242
4.2.4 Isolated operation and rapid auto-reclosure 245
4.2.5 Overvoltages in the event of grid faults 247
4.3 Grid Effects 247
4.3.1 General compatibility and interference 247
4.3.2 Output behavior of wind power plants 248
4.3.3 Voltage response in grid supply 260
4.3.4 Harmonics and subharmonics 271
4.3.5 Voltage faults and the fault-ride-through (FRT) 279
4.4 Resonance Effects in the Grid During Normal Operation 284
4.5 Remedial Measures against Grid Effects and Grid Resonances 290
4.5.1 Filters 290
4.5.2 Filter design 292
4.5.3 Function of harmonic absorber filters and compensation units 293
4.5.4 Grid-specific filter layout 294
4.5.5 Utilizing compensating effects 297
4.6 Grid Control and Protection 300
4.6.1 Supply by wind turbines 300
4.6.2 Grid support and grid control with wind turbines and other renewable systems 301
4.6.3 Central reactive power control 305
4.6.4 System services and operation 308
4.6.5 Connection of wind turbine to the transmission grid 310
4.7 Grid Connection Rules 311
4.8 Grid Connection in the Offshore Region 317
4.8.1 Offshore wind farm properties 317
4.8.2 Stationary and dynamic behavior of offshore wind farms 319
4.8.3 Wind farm and cluster formation at sea and grid connection 319
4.8.4 Electrical energy transmission to the mainland 323
4.8.5 Reactive power requirement and reactive power provision in the offshore grid 325
4.8.6 Flexible AC transmission systems (FACTS) 330
4.9 Integration of the Wind Energy into the Grid and Provision of Energy 333
4.9.1 Grid extension 333
4.9.2 Provision of energy 335
4.9.3 Control and reserve power 337
4.9.4 Power reserve provision with wind farms (Dissertation A. J. Gesino) 338
4.9.5 Intercontinental grid connections 346
References 346
5 Control and Supervision of Wind Turbines 355
5.1 System Requirements and Operating Modes 356
5.2 Isolated Operation of Wind Turbines 358
5.2.1 Turbines without a blade pitch adjustment mechanism 359
5.2.2 Plants with a blade pitch adjustment mechanism 360
5.2.3 Plants with load management 362
5.2.4 Turbine control by means of a bypass 362
5.3 Grid Operation of Wind Turbines 363
5.4 Control Concepts 367
5.4.1 Control in isolated operation 367
5.4.2 Regulation of variable-speed turbines 371
5.4.3 Regulation of variable-slip asynchronous generators 373
5.4.4 Regulation of turbines with a rigid connection to the grid 388
5.4.5 Wind turbine control using hydrodynamic variable-speed superimposing gears 390
5.5 Controller Design 390
5.5.1 Adjustment processes and torsional moments at the rotor blades 392
5.5.2 Standardizing and linearizing the variables 395
5.5.3 Control circuits and simplified dimensioning 400
5.5.4 Improving the control characteristics 404
5.5.5 Control design for wind turbines 410
5.6 Management System 411
5.6.1 Operating states 412
5.6.2 Faults 423
5.6.3 Determining the state of system components 424
5.7 Monitoring and Safety Systems 424
5.7.1 Wind measuring devices 425
5.7.2 Oscillation monitoring 425
5.7.3 Grid surveillance and lightning protection 426
5.7.4 Surveillance computer 426
5.7.5 Fault prediction 427
5.7.6 Voltage limitation 429
References 430
6 UsingWind Energy 436
6.1 Wind Conditions and Energy Yields 436
6.1.1 Global wind conditions 436
6.1.2 Local wind conditions and annual available power from the wind 438
6.1.3 Calculation of site-specific and regional turbine yields 440
6.1.4 Wind atlas methods 444
6.2 Potential and Expansion 449
6.2.1 Wind energy use on land 449
6.2.2 Offshore wind energy use 451
6.2.3 Repowering 453
6.3 Economic Considerations 455
6.3.1 Purchase and maintenance costs 457
6.3.2 Power supply and financial yields 457
6.3.3 Blue section 460
6.3.4 Commercial calculation methods 461
6.4 Legal Aspects and the Installation of Turbines 463
6.4.1 Immission protection 464
6.4.2 Nature and landscape conservation 467
6.4.3 Building laws 468
6.4.4 Planning and planning permission 469
6.4.5 Procedure for erecting a wind turbine 470
6.4.6 Offshore utilization of wind energy 472
6.5 Ecological Balance 474
6.5.1 Contribution to climate protection 474
6.5.2 Landscape utilization 475
6.5.3 Bird strike 475
6.5.4 Bats 475
6.5.5 Recycling of wind turbines 475
6.5.6 Energetic amortization time and harvest factor 476
References 476
Index 483
En ligne : https://www.amazon.fr/Grid-Integration-Energy-Conversion-Systems/dp/0470868996/r [...] Permalink : ./index.php?lvl=notice_display&id=11354 Réservation
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Exclu du prêtELT240/2 ELT240 Livre Magasin d'Ouvrages / FGE Electrotechnique Disponible ELT240/3 ELT240 Livre Magasin d'Ouvrages / FGE Electrotechnique Disponible ELT240/4 ELT240 Livre Magasin d'Ouvrages / FGE Electrotechnique Disponible ELT240/5 ELT240 Livre Magasin d'Ouvrages / FGE Electrotechnique Disponible ELT240/6 ELT240 Livre Magasin d'Ouvrages / FGE Electrotechnique Disponible Aucun avis, veuillez vous identifier pour ajouter le vôtre !
Titre : Les nanomatériaux et leurs applications pour l'énergie électrique Type de document : texte imprime Auteurs : Didier Noël ; Hervé Arribart, Préfacier, etc. Editeur : Paris : Ed. Tec & Doc Année de publication : impr. 2013 Autre Editeur : Lavoisier Collection : Collection EDF R&D, ISSN 1773-5300 Importance : (XIX-452 p.) Présentation : ill., graph., tabl., couv. ill. en coul. Format : 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-7430-1504-6 Note générale : Notes bibliogr. Index Langues : Français Mots-clés : Nanoparticules Electricité Conversion photovoltaïque Energie Matériaux nanostructurés Index. décimale : 621.312 Résumé : Toutes les applications des nanomatériaux pour l'énergie électrique et ses usages. Panorama des phénomènes physiques nouveaux qui peuvent être exploités pour améliorer les procédés ou les matériaux et pour augmenter l'efficacité énergétique de la conversion d'énergie(s). Aborde les domaines de l'électrochimie, du photovoltaïque, de la thermoélectricité, etc.
Les nanotechnologies apportent un fort potentiel d'innovation et de rupture dans de nombreux domaines. Leurs applications pour l'énergie en est un champ important, car la synthèse et la structuration des nanomatériaux y ouvrent des voies de progrès notables. Si divers ouvrages décrivent les innovations promises par les nanotechnologies sur des thématiques scientifiques générales ou spécialisées, très peu abordent le chemin qui va des nouvelles propriétés aux applications pour l'énergie électrique et ses usages. Cet ouvrage présente, sur des bases scientifiques solides, les apports des nanotechnologies et plus particulièrement des nanomatériaux aux enjeux de la production d’électricité et de ses usages. Après un panorama des effets physiques qui peuvent être exploités à ces échelles pour améliorer les propriétés des matériaux ou leur fonctionnalité, leur application à la production d'électricité, à son stockage, à ses usages ainsi qu'au traitement de questions environnementales est abordée. Elle conduit à explorer les domaines de l'électrochimie, du photovoltaïque, de la thermoélectricité, des propriétés mécaniques et thermiques des matériaux ou encore des membranes et des surfaces ultrahydrophobes. Chaque chapitre constitue une monographie exhaustive enrichie d'une abondante iconographie et d'une bibliographie très complète. Les meilleurs experts de chaque domaine ont été réunis, faisant de cet ouvrage une référence incontournable. Au confluent de plusieurs disciplines et en prise directe sur un vaste champ d'applications, ce livre s'adresse à un large public : ingénieurs et chercheurs, étudiants des écoles d'ingénieurs ou des universités aux niveaux licence et master [Source : 4e de couv.]
Note de contenu :
Préface IX
Avant-propos XIII
Chapitre 1Introduction et perspectives 1
1. Les principaux phénomènes physiques 2
1.1. Prédominance des surfaces et interfaces 2
1.2. Effets quantiques 6
1.3. Auto-assemblage et contrôle de morphologie à l'échelle nanométrique 8
1.4. Nanotubes de carbone 10
2. Des phénomènes physiques aux applications pour l'industrie électrique 11
2.1. Matériaux de structure pour la production d'électricité 12
2.2. Stockage d'énergie 13
2.3. Nanomatériaux pour la conversion photovoltaïque 15
2.4. Matériaux thermoélectriques 17
2.5. Applications pour l'environnement 18
3. Conclusion 20
Chapitre 2Les nanotubes de carbone et leurs applications 23
1. Découverte et caractéristiques des nanotubes de carbone 24
2. Nanotubes de carbone : structures, synthèses et propriétés 25
2.1. Structure 25
2.2. Structure électronique 27
2.3. Synthèse et production 28
2.4. Propriétés thermiques 31
2.5. Propriétés mécaniques 32
3. Applications 33
3.1. Électronique du futur 33
3.2. Conduction électrique des NTC 36
3.3. Émission de champ et écran plat 38
3.4. Électrodes transparentes 39
3.5. Sources de rayon X à base de NTC 40
3.6. Supercondensateurs 40
3.7. Batterie lithium-ions 41
3.8. Composites 41
3.9. Fibres de NTC 43
3.10. Contacts électromécaniques 46
3.11. Application des nanotubes aux cellules solaires 46
4. Conclusion et perspectives 50
Chapitre 3Applications pour matériaux de structure des grands moyens de production d'électricité 55
1. Matériaux oxide dispersion strengthened 57
1.1. Élaboration des ODS nanométriques 59
1.2. Microstructures des aciers ODS 62
1.3. Propriétés mécaniques des alliages ODS 65
1.4. Assemblage des alliages ODS 69
1.5. Comportement des ODS sous irradiation 76
1.6. Conclusions sur les aciers ODS 79
2. Matériaux céramiques et composites à matrice céramique 80
2.1. Céramiques nanostructurées de type carbure 81
2.2. Composites à matrices céramiques 91
3. Revêtements nanostructurés 95
3.1. Nanostructuration par empilement de nitrures d'éléments de transition obtenus par évaporation par arc cathodique pour applications mécaniques sous fortes sollicitations 96
3.2. Barrière à l'oxydation ; nanostructuration par précipitation d'un nitrure d'élément de transition ; dépôts obtenus par évaporation par arc cathodique 100
3.3. Nanostructuration de matériaux à base de carbone et de silicium obtenus par voie chimique en phase vapeur avec assistance plasma 102
4. Conclusion 104
Chapitre 4Applications pour piles à combustible, accumulateurs, supercondensateurs 111
1. Piles à combustibles 116
1.1. Piles basse température (0-200°C) 117
1.2. Piles haute température (400-900°C) 131
2. Supercondensateurs à double couche électrochimique 141
2.1. Caractéristiques générales des supercondensateurs 142
2.2. Applications des supercondensateurs 143
2.3. Carbones utilisés dans les électrodes de supercondensateurs 145
2.4. Matériaux pseudo-capacitifs 153
2.5. Conclusion 160
3. Accumulateurs 161
3.1. Principe et caractéristiques des accumulateurs 161
3.2. Utilisation de nanomatériaux pour accumulateurs à ion Li 165
3.3. Autres systèmes électrochimiques de stockage de l'énergie 179
4. Conclusion et perspectives 181
Chapitre 5Nanomatériaux pour la conversion photovoltaïque de l'énergie solaire 193
1. État de l'art 194
1.1. Différentes filières photovoltaïques 194
1.2. Principe de fonctionnement des cellules solaires classiques 195
2. Champ d'application des nanostructures dans le photovoltaïque 201
2.1. Ingénierie énergétique : effets de taille quantique 201
2.2. Ingéniérie électrique : effets de confinement géométrique 211
2.3. Ingénierie optique à base de nanostructures 224
3. Nanostructures et nouveaux concepts pour la conversion photovoltaïque à très haut rendement 242
3.1. Multijonctions 243
3.2. Conversion de photons par up/down conversion 244
3.3. Cellules solaires à multigénération de charges 250
3.4. Cellules à porteurs chauds : vers un couplage photovoltaïque-phononique 252
4. Conclusion 255
Chapitre 6Nanomatériaux thermoélectriques 261
1. Matériaux thermoélectriques 262
1.1. Rappels sur les matériaux massifs 262
1.2. Du massif au nano 268
2. Effets de la nanostructuration sur les propriétés thermiques 273
2.1. Mécanismes physiques des transferts thermiques dans les nanostructures 274
2.2. Thermique des nanostructures 277
2.3. Conclusion 283
3. Structure électronique et coefficients du transport 283
3.1. Thermodynamique hors équilibre en régime linéaire 283
3.2. Expression microscopique des Coefficients d'Onsager 285
3.3. Effets de la structure de bandes sur les coefficients du transport : application aux fils quantiques 287
3.4. Autres modèles de la structure électronique (états localisés, hybridation) 291
4. Systèmes 1D : synthèse électrochimique et propriétés 296
4.1. Élaboration de nanofils 297
4.2. Électrodéposition de nanofils dans des matrices poreuses 298
4.3. Caractérisation 303
4.4. Vers le dispositif 306
5. Matériaux nanostructurés à 2 dimensions : couches minces, multicouches et super-réseaux 308
5.1. Introduction 308
5.2. Intérêt de la nano-structuration 2D en thermoélectricité 311
5.3. Des prédictions théoriques à l'expérience 312
5.4. Optimisation des couches minces simples thermoélectriques 315
5.5. Conclusion 319
6. Matériaux massifs nanostructurés 323
6.1. Matériaux nanostructurés : du concept aux propriétés de transport 324
6.2. État de l'art des matériaux nanostructurés 329
6.3. Conclusion 334
7. Mesures des propriétés de transport de nanomatériaux thermoélectriques 335
7.1. Conductivité thermique 335
7.2. Coefficient Seebeck 340
7.3. Résistivité et effet Hall 342
7.4. Conclusion 344
8. Mise en forme 3D des nanomatériaux et nanocomposites TE 344
8.1. Introduction 344
8.2. Techniques 346
9. Applications des nanomatériaux 354
9.1. Matériaux 3D 354
9.2. Matériaux 2D 355
9.3. Perspectives 361
10. Conclusions, perspectives 362
Chapitre 7Applications pour l'environnement 387
1. Les membranes et les applications en séparation et/ou réaction 387
1.1. Intérêt des membranes pour l'intensification des procédés 387
1.2. Rappels sur les procédés membranaires et leurs principaux domaines d'application 389
1.3. Nouveaux matériaux membranaires et nouvelles architectures - Propriétés liées à la structuration au niveau nanométrique 393
1.4. Exemples d'applications 404
1.5. Conclusions 414
2. Les surfaces ultrahydrophobes : synthèse, caractérisation et applications 415
2.1. Mouillage 415
2.2. Construction de surfaces ultrahydrophobes 424
2.3. Applications des surfaces ultrahydrophobes 431
2.4. Conclusion 434
Abréviations et sigles 444
Index 449Permalink : ./index.php?lvl=notice_display&id=11402 Les nanomatériaux et leurs applications pour l'énergie électrique [texte imprime] / Didier Noël ; Hervé Arribart, Préfacier, etc. . - Paris : Ed. Tec & Doc : [S.l.] : Lavoisier, impr. 2013 . - (XIX-452 p.) : ill., graph., tabl., couv. ill. en coul. ; 24 cm. - (Collection EDF R&D, ISSN 1773-5300) .
ISBN : 978-2-7430-1504-6
Notes bibliogr. Index
Langues : Français
Mots-clés : Nanoparticules Electricité Conversion photovoltaïque Energie Matériaux nanostructurés Index. décimale : 621.312 Résumé : Toutes les applications des nanomatériaux pour l'énergie électrique et ses usages. Panorama des phénomènes physiques nouveaux qui peuvent être exploités pour améliorer les procédés ou les matériaux et pour augmenter l'efficacité énergétique de la conversion d'énergie(s). Aborde les domaines de l'électrochimie, du photovoltaïque, de la thermoélectricité, etc.
Les nanotechnologies apportent un fort potentiel d'innovation et de rupture dans de nombreux domaines. Leurs applications pour l'énergie en est un champ important, car la synthèse et la structuration des nanomatériaux y ouvrent des voies de progrès notables. Si divers ouvrages décrivent les innovations promises par les nanotechnologies sur des thématiques scientifiques générales ou spécialisées, très peu abordent le chemin qui va des nouvelles propriétés aux applications pour l'énergie électrique et ses usages. Cet ouvrage présente, sur des bases scientifiques solides, les apports des nanotechnologies et plus particulièrement des nanomatériaux aux enjeux de la production d’électricité et de ses usages. Après un panorama des effets physiques qui peuvent être exploités à ces échelles pour améliorer les propriétés des matériaux ou leur fonctionnalité, leur application à la production d'électricité, à son stockage, à ses usages ainsi qu'au traitement de questions environnementales est abordée. Elle conduit à explorer les domaines de l'électrochimie, du photovoltaïque, de la thermoélectricité, des propriétés mécaniques et thermiques des matériaux ou encore des membranes et des surfaces ultrahydrophobes. Chaque chapitre constitue une monographie exhaustive enrichie d'une abondante iconographie et d'une bibliographie très complète. Les meilleurs experts de chaque domaine ont été réunis, faisant de cet ouvrage une référence incontournable. Au confluent de plusieurs disciplines et en prise directe sur un vaste champ d'applications, ce livre s'adresse à un large public : ingénieurs et chercheurs, étudiants des écoles d'ingénieurs ou des universités aux niveaux licence et master [Source : 4e de couv.]
Note de contenu :
Préface IX
Avant-propos XIII
Chapitre 1Introduction et perspectives 1
1. Les principaux phénomènes physiques 2
1.1. Prédominance des surfaces et interfaces 2
1.2. Effets quantiques 6
1.3. Auto-assemblage et contrôle de morphologie à l'échelle nanométrique 8
1.4. Nanotubes de carbone 10
2. Des phénomènes physiques aux applications pour l'industrie électrique 11
2.1. Matériaux de structure pour la production d'électricité 12
2.2. Stockage d'énergie 13
2.3. Nanomatériaux pour la conversion photovoltaïque 15
2.4. Matériaux thermoélectriques 17
2.5. Applications pour l'environnement 18
3. Conclusion 20
Chapitre 2Les nanotubes de carbone et leurs applications 23
1. Découverte et caractéristiques des nanotubes de carbone 24
2. Nanotubes de carbone : structures, synthèses et propriétés 25
2.1. Structure 25
2.2. Structure électronique 27
2.3. Synthèse et production 28
2.4. Propriétés thermiques 31
2.5. Propriétés mécaniques 32
3. Applications 33
3.1. Électronique du futur 33
3.2. Conduction électrique des NTC 36
3.3. Émission de champ et écran plat 38
3.4. Électrodes transparentes 39
3.5. Sources de rayon X à base de NTC 40
3.6. Supercondensateurs 40
3.7. Batterie lithium-ions 41
3.8. Composites 41
3.9. Fibres de NTC 43
3.10. Contacts électromécaniques 46
3.11. Application des nanotubes aux cellules solaires 46
4. Conclusion et perspectives 50
Chapitre 3Applications pour matériaux de structure des grands moyens de production d'électricité 55
1. Matériaux oxide dispersion strengthened 57
1.1. Élaboration des ODS nanométriques 59
1.2. Microstructures des aciers ODS 62
1.3. Propriétés mécaniques des alliages ODS 65
1.4. Assemblage des alliages ODS 69
1.5. Comportement des ODS sous irradiation 76
1.6. Conclusions sur les aciers ODS 79
2. Matériaux céramiques et composites à matrice céramique 80
2.1. Céramiques nanostructurées de type carbure 81
2.2. Composites à matrices céramiques 91
3. Revêtements nanostructurés 95
3.1. Nanostructuration par empilement de nitrures d'éléments de transition obtenus par évaporation par arc cathodique pour applications mécaniques sous fortes sollicitations 96
3.2. Barrière à l'oxydation ; nanostructuration par précipitation d'un nitrure d'élément de transition ; dépôts obtenus par évaporation par arc cathodique 100
3.3. Nanostructuration de matériaux à base de carbone et de silicium obtenus par voie chimique en phase vapeur avec assistance plasma 102
4. Conclusion 104
Chapitre 4Applications pour piles à combustible, accumulateurs, supercondensateurs 111
1. Piles à combustibles 116
1.1. Piles basse température (0-200°C) 117
1.2. Piles haute température (400-900°C) 131
2. Supercondensateurs à double couche électrochimique 141
2.1. Caractéristiques générales des supercondensateurs 142
2.2. Applications des supercondensateurs 143
2.3. Carbones utilisés dans les électrodes de supercondensateurs 145
2.4. Matériaux pseudo-capacitifs 153
2.5. Conclusion 160
3. Accumulateurs 161
3.1. Principe et caractéristiques des accumulateurs 161
3.2. Utilisation de nanomatériaux pour accumulateurs à ion Li 165
3.3. Autres systèmes électrochimiques de stockage de l'énergie 179
4. Conclusion et perspectives 181
Chapitre 5Nanomatériaux pour la conversion photovoltaïque de l'énergie solaire 193
1. État de l'art 194
1.1. Différentes filières photovoltaïques 194
1.2. Principe de fonctionnement des cellules solaires classiques 195
2. Champ d'application des nanostructures dans le photovoltaïque 201
2.1. Ingénierie énergétique : effets de taille quantique 201
2.2. Ingéniérie électrique : effets de confinement géométrique 211
2.3. Ingénierie optique à base de nanostructures 224
3. Nanostructures et nouveaux concepts pour la conversion photovoltaïque à très haut rendement 242
3.1. Multijonctions 243
3.2. Conversion de photons par up/down conversion 244
3.3. Cellules solaires à multigénération de charges 250
3.4. Cellules à porteurs chauds : vers un couplage photovoltaïque-phononique 252
4. Conclusion 255
Chapitre 6Nanomatériaux thermoélectriques 261
1. Matériaux thermoélectriques 262
1.1. Rappels sur les matériaux massifs 262
1.2. Du massif au nano 268
2. Effets de la nanostructuration sur les propriétés thermiques 273
2.1. Mécanismes physiques des transferts thermiques dans les nanostructures 274
2.2. Thermique des nanostructures 277
2.3. Conclusion 283
3. Structure électronique et coefficients du transport 283
3.1. Thermodynamique hors équilibre en régime linéaire 283
3.2. Expression microscopique des Coefficients d'Onsager 285
3.3. Effets de la structure de bandes sur les coefficients du transport : application aux fils quantiques 287
3.4. Autres modèles de la structure électronique (états localisés, hybridation) 291
4. Systèmes 1D : synthèse électrochimique et propriétés 296
4.1. Élaboration de nanofils 297
4.2. Électrodéposition de nanofils dans des matrices poreuses 298
4.3. Caractérisation 303
4.4. Vers le dispositif 306
5. Matériaux nanostructurés à 2 dimensions : couches minces, multicouches et super-réseaux 308
5.1. Introduction 308
5.2. Intérêt de la nano-structuration 2D en thermoélectricité 311
5.3. Des prédictions théoriques à l'expérience 312
5.4. Optimisation des couches minces simples thermoélectriques 315
5.5. Conclusion 319
6. Matériaux massifs nanostructurés 323
6.1. Matériaux nanostructurés : du concept aux propriétés de transport 324
6.2. État de l'art des matériaux nanostructurés 329
6.3. Conclusion 334
7. Mesures des propriétés de transport de nanomatériaux thermoélectriques 335
7.1. Conductivité thermique 335
7.2. Coefficient Seebeck 340
7.3. Résistivité et effet Hall 342
7.4. Conclusion 344
8. Mise en forme 3D des nanomatériaux et nanocomposites TE 344
8.1. Introduction 344
8.2. Techniques 346
9. Applications des nanomatériaux 354
9.1. Matériaux 3D 354
9.2. Matériaux 2D 355
9.3. Perspectives 361
10. Conclusions, perspectives 362
Chapitre 7Applications pour l'environnement 387
1. Les membranes et les applications en séparation et/ou réaction 387
1.1. Intérêt des membranes pour l'intensification des procédés 387
1.2. Rappels sur les procédés membranaires et leurs principaux domaines d'application 389
1.3. Nouveaux matériaux membranaires et nouvelles architectures - Propriétés liées à la structuration au niveau nanométrique 393
1.4. Exemples d'applications 404
1.5. Conclusions 414
2. Les surfaces ultrahydrophobes : synthèse, caractérisation et applications 415
2.1. Mouillage 415
2.2. Construction de surfaces ultrahydrophobes 424
2.3. Applications des surfaces ultrahydrophobes 431
2.4. Conclusion 434
Abréviations et sigles 444
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