Thèse soutenue

Systèmes hybrides photovoltaïque / thermique / thermoélectrique à concentrateur parabolique : modélisation thermique, analyse paramétrique et études de cas

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Auteur / Autrice : Amal Herez
Direction : Thierry LemenandHisham El HageMohamad Ramadan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des fluides, énergetique, thermique, combustion, acoustique
Date : Soutenance le 07/07/2021
Etablissement(s) : Angers
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes (EA7315)
Laboratoire : LARIS. Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes (EA7315)
Jury : Président / Présidente : David Bigaud
Examinateurs / Examinatrices : Charbel Habchi, Mahmoud Khaled
Rapporteurs / Rapporteuses : Nolwenn Le Pierrès, Monica Siroux

Résumé

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Au cours des dernières années, l'énergie solaire a retenu une attention cruciale de la part des chercheurs en raison de son grand potentiel à compenser les carences de production d'énergie. Les recherches et études menées sur l'énergie solaire visent non seulement à optimiser les systèmes d'énergie solaire existants, mais aussi à les combiner pour obtenir des systèmes d'énergie solaire hybrides qui permettent de produire de l'énergie thermique et de générer de l'énergie électrique simultanément. Dans ce contexte, le but de cette étude est d’examiner de manière extensive la littérature liée aux études d’énergie solaire, particulièrement les systèmes hybrides, mais aussi de suggérer de nouveaux systèmes hybrides et d’analyser d’autres systèmes existants en utilisant des modélisations thermiques appropriées ainsi que des analyses paramétriques et études de cas.En premier lieu, nous présentons une nouvelle méthodologie pour établir un modèle photovoltaïque / thermique à concentrateur parabolique (PTPVT « Parabolic Trough Photovoltaic/Thermal »). Une analyse paramétrique est réalisée pour étudier les performances du système et l'influence de plusieurs paramètres. Des études de cas sont mises en œuvre dans trois pays différents pour étudier l'effet des conditions climatiques sur les performances du système. En outre, des analyses économiques et environnementales sont menées pour calculer la période de retour sur investissement du système et la réduction des émissions de CO2 dans les trois pays.De plus, un système photovoltaïque / thermique / thermoélectrique à concentrateur parabolique(PTPVT-TE « Parabolic Trough Photovoltaic Thermal Thermoelectric ») est décrit, dans lequel une modélisation thermique est développée à l'aide d'une nouvelle méthodologie et des études de cas sont réalisées sur trois pays différents avec des analyses économiques et environnementales.