Diverses approches de modélisation d’un capteur solaire cylindro-parabolique

Various modeling approaches for a parabolic trough solar receiver

• Auteur / Autrice : Fatima-Zahra Chalqi
• Direction : Abdelhaq El Jai, Samira El Yacoubi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluides caloporteurs

Échangeurs de chaleur

Capteurs solaires

Résumé

Dans ce travail on s’intéresse à la modélisation d’une centrale solaire à capteurs cylindro-paraboliques. On a élaboré plusieurs modèles simples et originaux décrivant les différents échanges thermiques entre les principales composantes du capteur (réflecteur, tube récepteur (HCE) et fluide caloporteur (HTF)). Cette modélisation a été effectuée sous plusieurs formes (modèle distribué à trois équations, puis à deux équations, et enfin à une seule équation). Par la suite on a établi un modèle localisé résultant de diverses hypothèses sur le tube métallique (subdivisé en n sections à température constante). La validation numérique des divers modèles s’est appuyée sur la centrale thermo-solaire d'Aïn Béni-Mathar (Nord-Est du Maroc) dont la puissance énergétique annuelle est d'environ 470MWe. Les diverses simulations ont montré la cohérence des résultats obtenus. Enfin quelques perspectives pour le contrôle du débit ont été explorées.

In this work we explore various modeling approaches for a parabolic trough solar receiver. We have developed original models which describe the different thermal exchanges between the principal elements of the solar collector. This modeling investigation was considered in several forms. Firstly we investigate a distributed parameter system of three equations, two equations, and finally one single equation (all of hyperbolic type). Secondly we have established a lumped model by considering that the metal tube is divided into a finite number of sections, with a constant temperature in each. Various simulations have given significant results. The numerical validation of the various models was based on Ain Beni Mathar Thermo-Solar Power Station located in northeast Morocco. Finally, future prospects on system analysis and control have been stated.