Etude théorique sur les capteurs cylindro-paraboliques

Le potentiel solaire en Algérie :

L’énergie solaire est donc à l’origine de toutes les énergies sur Terre à l’exception de l’énergie nucléaire, de la géothermie et de l’énergie marémotrice. L’Homme utilise l’énergie solaire pour la transformer en d’autres formes d’énergie : énergie Alimentaire, énergie cinétique, énergie thermique, énergie électrique ou énergie de la Biomasse. Les technologies solaires concentrées, pour leur part, convertissent le rayonnement solaire à des températures de 200 ° C et 2000 ° C avec un rendement supérieur à 70%. Dans cette étude, l’Algérie dispose d’un des gisements solaire les plus élevés au monde plus de 2 000 000 kilomètres carrés du pays reçoivent un ensoleillement de 2 500 kilowattheures / mètre carré / an. La stratégie des énergies au algérien compléter les programmes d’électrification rurale à déterminer. Le taux d’électrification de notre pays est de 95% des importations en matière d’énergie renouvelables, en particulier les villages qui sont loin du réseau électrique national. Le document confirme que cette chaleur initiale peut ensuite être utilisée pour la transformation, la synthèse ou la conversion en vecteurs énergétiques tels que l’électricité ou l’hydrogène. Pour la plupart, ces techniques sont encore expérimentales.

La tour solaire est une tour construite de manière a canaliser de l’aire chauffé par effet de serre pour actionner des turbines pour produire de l’électricité. Le principe des centrales thermiques à tour est la concentration avec des miroirs du rayonnement solaire vers une chaudière en haut de la tour. Les miroirs ou « héliostats » sont conçus pour tourner avec le soleil et ainsi, réfléchir les rayons du soleil sur le foyer de la chaudière. Le rayonnement solaire doit être dirigé vers le foyer en haut de la tour avec une grande précision afin de concentrer l’énergie thermique pour assurer des températures près de 600°C. A la différence d’une centrale cylindro-parabolique, les déperditions d’énergie dans le transfert de chaleur sont minimisées. Cependant, les centrales à tour doivent être très grandes pour trouver une rentabilité et le développement industriel est toujours dans les premières phases d’expérimentation. Selon eux, les centrales solaires concentrées sont d’excellentes alternatives aux centrales électriques conventionnelles, particulièrement dans les pays qui sont dans la ceinture solaire. Parmi ces centrales solaires, il existe des centrales à tour qui ont montré leur potentiel. Dans cette étude, les chercheurs suggèrent de simuler une centrale solaire avec deux configurations futures: l’une avec un récepteur d’air, l’autre avec un récepteur d’eau. La centrale solaire peut être divisée en deux sous-systèmes: le champ solaire est Un modèle numérique et le cycle énergétique (cycle de Rankine) est model dynamique.

Énergie hydraulique

L’énergie hydraulique est connue depuis longtemps. C’était celle des moulins à eau, entre autres, qui fournissaient de l’énergie mécanique pour moudre le grain, fabriquer du papier ou puiser de l’eau pour irriguer les champs par exemple. À l’instar de l’énergie éolienne, l’hydroélectricité (hors énergie marémotrice) trouve son orin principale dans les phénomènes météorologiques et donc dans l’énergie solaire. Le soleil provoque l’évaporation de l’eau, en particulier dans les océans, et certains d’entre eux sont libérés sur les continents à différentes altitudes. Nous parlons du cycle de l’eau pour décrire ces mouvements. L’eau (en fait, la vapeur d’eau) a, en altitude, l’énergie potentielle de la gravité. Cette énergie peut être captée et convertie en barrages hydroélectriques, lorsque l’eau retourne dans l’océan. Avant l’avènement de l’électricité, les centrales hydrauliques ont pu capter cette énergie mécanique pour entraîner des machines ou des outils (machines textiles, moulins à meuler le blé …) Depuis l’invention de l’électricité, cette énergie mécanique a été convertie en énergie électrique. Après la biomasse, l’hydroélectricité est la deuxième source d’énergie renouvelable: selon l’Agence internationale de l’énergie, elle fournit 2,3% de l’énergie primaire mondiale produite en 2011, sur 13,3% d’énergie renouvelable.

Énergie géothermique

Si nous voulons revenir en l’année 2000 avant Jésus-Christ, dans les îles Lipari (Italie) l’exploitation d’eau naturellement chaude pour les bains thermaux. Le principe est d’extraire de la terre l’énergie géothermique a utiliser pour le chauffage et la convertir en électricité , la chaleur de la Terre est produite par la radioactivité naturelle des roches du noyau et de la croûte terrestre nous avons aussi l’énergie nucléaire qui produite par la désintégration de l’uranium, du thorium et du potassium. Par rapport à d’autres énergies renouvelables, la géothermie profonde ne dépend pas des conditions atmosphériques (soleil, pluie, vent). les trois premiers producteurs en 2012 sont les États-Unis (27,9 %), les Philippines (14,6 %) et l’Indonésie (11,2 %) et quatre autres pays : la Nouvelle-Zélande, le Mexique, l’Italie et l’Islande ont une production importante et le pays qui possède le plus grand potentiel (27 gigawatts, soit 40 % des réserves mondiales) C’est L’Indonésie. La géothermie très basse énergie exploite la chaleur de la couche superficiel du sol qui provient du soleil et du ruissellement de l’eau de pluie; elle est utilisée pour :

*La climatisation passive par exemple le système du puits provençal, le puits canadien.

*le chauffage et la climatisation avec la pompe à chaleur géothermique; ces pompes à chaleur sont considérées comme exploitant une énergie partiellement renouvelable car une grande partie de l’énergie qu’elles fournissent provient de l’énergie solaire emmagasinée chaque été dans la terre par le soleil, et considérées aussi comme des systèmes efficaces de production de chaleur car elles assurent une production d’énergie thermique très supérieure à l’énergie électrique consommée.

En France, la programmation pluriannuelle des investissements de production de chaleur a fixé des objectifs très ambitieux pour la géothermie : une multiplication par 6 de la production de chaleur à partir de géothermie entre 2006 et 2020.

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Table des matières

Introduction générale
Chapitre 1 : Etude théorique sur les capteurs cylindro-paraboliques
1.Introduction :
1.1.Le potentiel solaire en Algérie :
1.2.Présentation du soleil :
1.3. Le système terre-soleil
1.4. Types d’énergies renouvelables
1.4.1. Énergie éolienne
1.4.2. Énergie hydraulique
1.4.3 Énergie géothermique
1.4.4 Énergie Biomasse
1.4.5 Énergie solaire
1.5 Les différents types de capteurs solaires
1.5.1 Les capteurs thermiques
1.5.1.1 Les capteurs solaires à concentration
1.5.1.2 Les capteurs solaires thermiques plans
1.5.1.3 Capteurs solaire Sous Vide
1.5.2 Capteur solaire photovoltaïque
1.5.3 Le capteur solaire cylindro-parabolique
-Le miroir cylindro -parabolique
-Nettoyage des miroirs
-Le tube récepteur :
-Le facteur de concentration C
1.5.3.1 L’absorption sélective :
1.5.3.2 Revêtement Cermet (absorbeurs composites céramique-métal)
1.6 Bilan énergétiques
1.6.1 Facteurs Optiques
1.7 Bilan Thermique
1.7.1 Entre l’absorbeur et le fluide caloporteur
1.7.2 Entre l’Absorbeur et l’Enveloppe en Verre
1.7.3 Entre l’Enveloppe du Verre et l’Environnement
1.8 Différents Mode de Transfert de Chaleur
1.8.1 Entre l’Absorbeur et le Fluide Caloporteur
1.8.2 Entre l’Absorbeur et l’Environnement du Verre
1.8.3 Entre l’Enveloppe du Verre et l’Environnement
1.9 Les pertes
1.9.1 Pertes Thermiques
1.9.2 Pertes Par Conduction
1.9.3 Pertes par Convection
1.9.4 Pertes par rayonnement
1.10 Discrétisation des Equations
1.10.1 Estimation de la dérivée première au premier ordre :
1.10.2 Calcul de l’éclairement direct
1.11 Calcul de la puissance utile
1.12 Calcul de la température de sortie de fluide caloporteur
Chapitre 2 : Etude théorique des distillations solaire
2.1. Définitions
2.1.1 Le dessalement
2.1.2 Une eau saumâtre
2.1.3 Les eaux de mer
2.1.4 Les eaux naturelles
2.1.5 L’eau salée et l’eau douce
2.1.6 Distillations
2.1.6.1 Différents types de distillation
2.1.6.1.2 La boîte solaire :
2.2 Les besoins en eau potable dans le monde
2.3 Le problème de consommation de l’eau en Algérie En Algérie,
2.4 Historique :
2.5 Les procédés membrane
2.6 Les principes techniques de dessalement d’eau classique
2.6.1 Le Procédé de distillation à détentes étagées (Multi Stage Flash distillation MSF
2.6.1. 1 Principe de fonctionnement
2.6.1.2. Avantages et inconvénients
2.6.2 Distillation par compression de la vapeur
2.6.2.1. Le principe
2.7 Distillation solaire directe
2.7.1 Distillation à effets multiples (MED)
2.7.1.1 Le principe
2.7.2. Distillation solaire à effet de serre
2.7.2.1 Le principe
2.8 Distillateur solaire à film capillaire
2.8.1 Les caractéristiques de fonctionnement :
2.9 Bilan du vitrage
2.10 Bilan de l’eau
2.11 Bilan du bassin inférieur
2.12 Bilan de l’isolant
Chapitre 3 : Etude expérimentale de l’installation solaire
3.1 Introduction
3.2 Conception du concentrateur cylindro-parabolique
3.3 Le collecteur
3.3.1 Le fluide caloporteur
3.3.2 Les caractéristiques de l’eau de mer
3.3.3 Les caractéristiques de L’absorbeur
3.3.4 Le jeu annulaire
3.4 Le réflecteur cylindro-parabolique
3.4.1 contreplaque
3.4.2 L’aluminium
3.4.3 Le support
3.5 Montage et circuit hydraulique
3.5 .1 Montage
3.5.2 Circuit hydraulique
3.6 Acquisition de données et Instrument de mesures
3.6.1 Système d’acquisition de données
3.6.2 Thermocouples
3.6.3 Mesure de l’irradiation solaire
3.7 Dépouillement des Résultats