Étude et analyse des procédés de la thermo-transformation en cascade pour la production de micro puissance.

Abstract

الملخص (بالعربية):

هذا العمل مكرس لدراسة جدوى مفهوم جديد لمجموعتين من التحول الحراري مع الامتصاص المتسلسل لاستعادة الابار الحرارية ذات الطاقة المنخفضة كطاقة نظيفة ومتجددة بدون تلوث و مستدامة. في حالتنا ، تكون لوحة شمسية مسطحة ذات تحويل حراري من 343.15 درجة إلى 373.15 درجة إلى جانب جهازين آخرين لإنتاج الطاقة لتحقيق الهدف الثابت المتمثل في تلبية احتياجات الكهرباء في المدن الغير متصلة بشبكة كهربائية بكثافة سكانية مقدرة ب 100مسكن ومتطلبات طاقة كهربائية اسمية تبلغ 15 كيلووات. تم اختيار محرك إريكسون الحراري كجهاز لإنتاج الطاقة الميكانيكية (الكهربائية) في مركب الطاقة الأول و الذي يعمل وفقًا لدورة برايتون (جول) ، في حين تم اختيار جهاز تحويل يعمل وفقًا لدورة رانكين العضوي في المركب الثاني. يبين تحليل هذا المفهوم مدى قابلية التركيب الطاقوي الثاني ومراقبة تشغيله لتلبية متطلبات الطاقة في نطاق (15 كيلووات) ، من طرف إمدادات الطاقة المنخفضة و التي هي عبارة عن مجمعات الطاقة الشمسية الحرارية. وأخيرًا ، من المهم التأكيد على أن النموذج جعل من الممكن العثور على المعايير المثلى لكل دورة مركبة لمركب الطاقة في ظروف الطاقة القصوى التي تقدمها التوربينان. من بين أمور أخرى ، تم تسليط الضوء على تأثير المعايير المختلفة على عمل الدورة. الكلمات المفتاحية: استرداد الحرارة⸵ لوحة شمسية مسطحة ⸵ التحول الحراري (الامتصاص والامتزاز) ⸵ التسلسل ؛ قوة متناهية الصغر⸵ تركيب الطاقة⸵ دورة برايتون⸵ دورة رانكين العضوية. ---------------------------------------------- Résumé (en Français) :

Le présent travail est consacré à l'étude de la faisabilité d’un nouveau concept de deux assemblages de thermo-transformation à sorption en cascade pour la valorisation des puits de chaleur de bas potentiel en tant qu'énergie propre, renouvelable, sans pollution et durable. Dans notre cas c’est un panneau solaire plan d’une conversion thermique de l’ordre de 343.15K à 373.15K couplé avec deux autres dispositifs de production de micro-puissance pour l’objectif fixé de satisfaire les besoins en électricité dans les cites non raccordées à un réseau électrique avec une habitation de 100 foyers et un besoin en puissance électrique nominale de 15kWe. En qualité de dispositif de production de la puissance mécanique (électrique), dans le premier schéma de l’installation énergétique a été choisi le moteur thermique d'Ericsson fonctionnant selon le cycle de Brayton (Joule). Tandis que, dans le deuxième schéma a été sélectionnée une machine de conversion fonctionnant selon le cycle de Rankine organique. L’analyse de ce concept montre bien la faisabilité de la deuxième configuration et vérifier son fonctionnement pour satisfaire les besoins dans la gamme de puissance envisagée (15kWe) à partir une faible alimentation de capteurs solaires thermiques. Enfin, il est important de souligner que le modèle a permis de retrouver les paramètres optimaux de chaque cycle de l’installation énergétique pour les conditions de la puissance maximale délivrée par la turbine. Entre autres, l’influence des différents paramètres sur le fonctionnement de cycle a été mise en évidence. Les mots clés : Valorisation de chaleur ; panneau solaire plan ; thermo-transformation à sorption (absorption et adsorption); la cascade ; micro-puissance ; installation énergétique; cycle de Brayton ; cycle de Rankine organique . ----------------------------------------------

Abstract (en Anglais) :

The present work is devoted to the study of the feasibility of a new concept of two cascade sorption thermo-transformation assemblies for the upgraded of low-potential heat sinks as clean, renewable, pollution-free and sustainable energy. In our case it is a flat solar collector with a thermal conversion of the order of 343.15K to 373.15K coupled with two other micro-power generation devices for the objective of meeting the electricity requirements in areas not connected to a power grid with dwelling of 100 households and a nominal power requirement of 15kWe. As a device for the production of mechanical (electrical) power, in the first power(energy installation) plant schematic diagram was chosen the Ericsson thermal engine operating according to the Brayton cycle (Joule). While, in the second power plant schematic diagram was selected a conversion machine operating according to the organic Rankine cycle. The analysis of this concept shows the feasibility of the second configuration and verifies its operation to satisfy the power needs in the envisaged power range (15kWe) from a low power supply of solar thermal collectors. Finally, it is important to point out that the model has made it possible to find the optimal parameters of each cycle of power plant configurations for the conditions of the maximum power delivered by the turbine. Among other things, the influence of the different parameters on the cycle operation was highlighted.

Keywords: Heat recovery; flat solar collector; sorption thermo-transformation (absorption and adsorption); cascade; micro-power; energy installation; Brayton cycle; organic Rankine cycle.