Contribution à la détermination des performances optiques et thermiques d'une centrale solaire à concentrateur linéaire de Fresnel

Abstract

Notre travail est consacré à l’étude des différentes performances d’une centrale solaire à concentrateur linéaire de Fresnel à savoir les performances optiques et thermiques. Etude optique : L’analyse optique de tout réflecteur d’un dispositif à concentration du rayonnement solaire est un enjeu majeur, car il n’est jamais facile de prédire la quantité et la qualité du flux tombant sur le récepteur. Divers méthodes de calcul prédisent la distribution des densités du flux au plan focal et produisent une image plus ou moins floue du disque solaire. Deux algorithmes peuvent être utilisés pour le calcul de la répartition des flux et donc des températures au foyer du réflecteur, à savoir, le tracé des rayons et l’optique des cônes. Nous proposons pour l’optique du concentrateur de Fresnel une modélisation et simulation numérique des performances optiques d’un champ solaire de type Fresnel basé sur la méthode de Ray Tracing-Monte Carlo. Etude Thermique : Actuellement des travaux d’optimisation de la géométrie du concentrateur linéaire de Fresnel et surtout de son récepteur sont en cours, le récepteur qui permet de collecter l’énergie solaire concentrée par les collecteurs avec un fluide caloporteur qui est généralement l’eau, pour cette raison nous proposons de faire une étude thermique en s’appuyant sur l’une des géométries les plus connue dans ce domaine à savoir : récepteur sous vide avec une forme géométrique CPC (Compound Parabolic Concentrator ), ou un récepteur sous forme de cavité avec des tubes jointifs. Dans notre étude nous allons faire une modélisation théorique en utilisant un récepteur sous vide avec une forme géométrique CPC, le choix de cette géométrie s’est fait à cause de sa rentabilité et aussi elle a moins de pertes thermiques par rapport aux autres géométries. Dans notre modélisation on s’intéresse aux applications qui sont relatives aux petites et moyennes puissances et aux applications de cogénération (100 à 250°C), pour cette raison une étude approfondie sera entamée pour maitre en évidence les échanges thermiques par convection, conduction et par rayonnement, ainsi qu’une étude des pertes thermiques en utilisant un code CFD (Computation al Fluid Dynamics) et cela pour déterminer les performances thermiques, ainsi que la distribution des températures dans le récepteur.