Collecteurs thermiques solaires

Table des matières

Introduction
1. Contexte et problématique
2. Objectifs 
2.1 Objectifs généraux
2.2 Objectifs spécifiques
3. Méthodologie et démarche scientifique 
3.1 Évaluation du potentiel de la ressource renouvelable mise en œuvre
3.2 Développer des modèles numériques pour l’ensemble des sous-systèmes
3.3 Faire des simulations numériques à l’aide du modèle numérique global développé
3.4 Valider les modèles numériques obtenus
3.5 Plan du mémoire
Chapitre 1 Revue de littérature de l’ensemble des sous-systèmes d’un système hybride solaire-biomasse 
1.1 Collecteurs thermiques solaires
1.2 Cycle combiné
1.2.1 Turbines à vapeur
1.2.2 Turbines à air chaud
1.3 Combustion de la biomasse
1.4 Conclusion
Chapitre 2 Modélisation mathématique du système hybride solaire biomasse 
2.1 Description du modèle
2.2 Formulation mathématique
2.3 Installation solaire
2.4 Paramètres géométriques et atmosphériques
2.4.1 Déclinaison
2.4.2 Angle horaire
2.4.3 Hauteur du soleil
2.4.4 Heures du lever et du coucher du soleil
2.4.5 Rayonnement solaire extraterrestre
2.4.6 Rayonnement solaire direct
2.5 Collecteurs cylindra-parabolique
2.5.1 Hypothèses simplificatrices
2.5.2 Coefficient global de perte de chaleur
2.5.3 Coefficient global de transfert de chaleur
2.5.4 Rendement thermique du collecteur solaire
2.6 Chambre de combustion
2.6.1 Hypothèses simplificatrices
2.6.2 Flux et composition chimique
2.6.3 Bilan énergétique
2.7 Cycle turbine à air chaud
2.7.1 Hypothèses simplificatrices
2.7.2 Compresseur
2.7.3 Échangeur de chaleur
2.7.4 Turbine à air chaud
2.7.5 Quantité de chaleur fournie au cycle à air chaud
2.7.6 Puissance électrique nette
2.7.7 Quantité de chaleur utile produite par le cycle à air chaud
2.7.8 Rendement électrique, thermique et global du cycle à air chaud
2.8 Cycle turbine à vapeur
2.8.1 Hypothèses simplificatrices
2.8.2 Pompe
2.8.3 Économiseur
2.8.4 Préchauffeur
2.8.5 Bouilloire
2.8.6 Turbine à vapeur
2.8.7 Quantité de chaleur fournie au cycle à vapeur
2.8.8 Puissance électrique nette
2.8.9 Quantité de chaleur utile produite par le cycle à vapeur
2.8.10 Rendement électrique, thermique et global du cycle à vapeur
2.9 Rendements du système hybride
2.9.1 Rendement électrique du système hybride
2.9.2 Rendement thermique du système hybride
2.9.3 Rendement global du système hybride
Chapitre 3 Caractérisation physico chimique de la biomasse
3.1 Préparation des échantillons
3.2 Taux d’humidité
3.3 Taux de cendres
3.4 Composition chimique (C, H, N, S)
3.5 Pouvoir calorifique
3.6 Conclusion
Chapitre 4 Résultats et discussions 
4.1 Caractérisation de la biomasse
4.2 Chambre de combustion de la biomasse
4.2.1 Quantité d’air nécessaire pour la combustion de la biomasse
4.2.2 Influence de la température d’entrée de l’air dans la chambre de combustion sur la température de sortie des gaz de combustion de la biomasse
4.3 Installation solaire
4.3.1 Influence du débit du fluide caloporteur sur la température à la sortie du collecteur solaire
4.3.2 Influence du débit du fluide caloporteur sur la quantité de chaleur délivrée par le collecteur solaire
4.3.3 Influence du débit du fluide caloporteur sur le rendement du collecteur solaire
4.3.4 Étude comparative des performances de trois technologies de collecteur cylindra-parabolique
4.4 Système hybride « Biomasse-solaire »
4.4.1 Influence du taux de compression sur les performances du système hybride
4.4.2 Répartition de la production électrique
4.4.3 Production de chaleur utile à des fins de chauffage
4.4.4 Rendement électrique
4.4.5 Rendement thermique et global du système
4.4.6 Quantité de chaleur fournie par l’installation solaire
4.4.7 Consommation en biomasse
4.4.8 Influence du type de biomasse sur les performances du système hybride
4.4.9 Influence du type de biomasse sur la répartition de la production du système hybride
4.5 Conclusion
Chapitre 5 Validation des résultats 
5.1 Chambre de combustion
5.2 Collecteur cylindra-parabolique
5.3 Cycle à air chaud
5.4 Centrale à cogénération
Chapitre 6 Conclusion et perspectives