Recherche d'un nouveau procédé de conversion thermodynamique de l'énergie solaire, en vue de son application à la cogénération de petite puissance.

par Muriel Tardieu Alaphilippe

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Pascal Stouffs.

Soutenue en 2007

à Pau .


  • Résumé

    Dans le contexte énergétique et environnemental actuel, il devient capital de développer des solutions énergétiques "propres". Le travail réalisé dans cette thèse consiste en la recherche d'une nouvelle solution thermodynamique de conversion de l'énergie solaire pour la production d'électricité de faible puissance (< 50 kW) adaptée aux applications de cogénération. De technologie simple et accessible aux pays en voie de développement, le système doit pouvoir concurrencer les procédés existants : photovoltaïques et Dish-Stirling. Une classification des systèmes générateurs d'énergie motrice, réalisée à partir d'un "caryotype", permet de répertorier les solutions thermodynamiques envisageables pour la conversion de l'énergie solaire. Le système finalement choisi est basé sur le couplage d'un moteur Ericsson en cycle ouvert avec un capteur cylindro-parabolique de conception simple. Une première étude théorique des performances énergétiques et exergétiques instantanées de ce système est complétée par une analyse des performances en condition d'ensoleillement réel, avec et sans stockage thermique, puis pour deux localisations, l'une en France, l'autre en Algérie. Ces analyses conduisent au dimensionnement d'installations et à l'évaluation des performances journalières mensuelles et annuelles. Enfin, une analyse expérimentale permet de caractériser les aspects liés aux transferts thermiques dans le capteur solaire cylindro-parabolique. Le travail réalisé démontre finalement l'intérêt d'un tel système et encourage à poursuivre les investigations dans cette voie.


  • Résumé

    Nowadays, in our energy and environmental context, one of our major problems is the development of "clean" energy solutions. The subject of this thesis consists in the research of a new solution of thermodynamic solar energy conversion, in order to produce low power electricity (< 50 kW) adapted to cogeneration. The technology has to be simple and suitable for developing countries. The system must be able to become a challenge to the existing processes: i. E. Photovoltaïc or dish Stirling systems. A general classification of small size power system, realized from a "karyotype", allows to list the possible solutions for solar energy conversion. The system finally chosen is based on the coupling of an Ericsson engine in opened cycle with a simple parabolic trough collector. A first theoretical analysis of the energetic and exergetic performances of the system is completed by an analysis of the power plant performances during a real period of sunshine, with and without thermal storage, then for two locations, the first one in France, the other in Algeria. These analyses lead to the sizing of the system and the evaluation of the monthly and annual daily performances. Finally an experimental analysis allows to characterize the thermal transfers in the parabolic trough solar collector.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (214 p.)
  • Annexes : Bibliographie p.209-214

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  • Bibliothèque : Université de Pau et des Pays de l'Adour. Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : US 464020
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