Analyse théorique et expérimentale d'un système de micro-cogénération biomasse à moteur Stirling

Experimental and numerical characterisation of a micro-cogeneration Stirling engine unit using wood biomass

Analiza teoretică și experimentală a unui sistem de micro-cogenerare cu engine Stirling utilizând biomasa

• Auteur / Autrice : Ştefan-Dominic Voronca
• Direction : Monica Siroux, George Darie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energétique
• Date : Soutenance le 22/09/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg en cotutelle avec Universitatea politehnica (Bucarest)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Sanda-Carmen Georgescu
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Céline Morin, Daniela Popescu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes à énergie totale

Biomasse

Énergie

Microcogénération

Stirling, Moteurs

Mots clés libres

Micro-cogénération

Biomasse

Moteur Stirling

Bâtiment

Production de l’énergie

Micro-cogeneration

Biomass

Stirling engine

Building,

Energy production

Résumé

La micro-cogénération est une technologie par laquelle on produit simultanément de l’électricité et de la chaleur pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire des logements, d’une manière décentralisée. La puissance électrique produite est inférieure à 50 kWel. En utilisant la biomasse en tant que combustible on a plusieurs avantages : on utilise de l’énergie renouvelable, la neutralité carbone, la disponibilité et le bas-prix. Une installation de micro-cogénération biomasse à moteur Stirling développée par l’entreprise ÖkoFEN a été testée pour caractériser ses performances énergétiques. Les incertitudes liées à la mesure du débit de combustible ont été résolues à l’aide de la méthode Gauss – Seidel. Un modèle mathématique a été développé pour simuler l’utilisation des autres types de biomasse de bois en tant que combustible.

Micro-cogeneration is a technology through which power and thermal power for domestic heating and domestic hot water, are produced simultaneously, in a decentralized manner. The produced power is inferior to 50kWel. There are multiple advantages in using biomass as fuel: renewable energy is used, carbon neutrality, resource availability and low price. A micro-cogeneration biomass-based Stirling engine unit developed by the ÖkoFEN company has been tested to characterize its energetic performances. The incertitude linked to the mass flow measurement of the fuel was solved using the Gauss – Seidel method. A mathematical model was developed to simulate the utilization of other types of biomass fuels.