COGÉNÉRATION ÉNERGÉTIQUE & CLIMATISATION … · CLIMATISATION SOLAIRE Dalia SI AHMED ... Bilan...

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COGÉNÉRATION ÉNERGÉTIQUE & CLIMATISATION SOLAIRE Dalia SI AHMED Laboratoire des Sciences pour l’environnement UMR CNRS 6134 SPE – Energies Renouvelables Thèse dirigée par: Pr. Christian CRISTOFARI (UDCCP) Dr. Nadia LALAOUI (USTHB) Journée des Doctorants JDD 2016 - Università di Corsica Pasquale Paoli Ecole Doctorale « Environnement et Société » (ED 377)

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COGÉNÉRATION ÉNERGÉTIQUE &

CLIMATISATION SOLAIRE

Dalia SI AHMEDLaboratoire des Sciences pour l’environnement UMR CNRS 6134 SPE – Energies Renouvelables

Thèse dirigée par:

Pr. Christian CRISTOFARI (UDCCP)

Dr. Nadia LALAOUI (USTHB)

Journée des Doctorants JDD 2016 - Università di Corsica Pasquale PaoliEcole Doctorale « Environnement et Société » (ED 377)

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Introduction

Contexte de l’étude

Froid solaire

Modélisation & Simulation

Conclusion & Perspectives

SOMMAIRE

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Chapitre 1

INTRODUCTION

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INTRODUCTION

Production d’électricité

CORSE

ALGÉRIE

Centrales

thermiques

42%

Générateurs

au gaz naturel

97%

Carte solaire de l’Europe et du Bassin Méditerranéen

ww

w.te

csol.fr

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INTRODUCTION

COGÉNÉRATION

TRIGÉNÉRATION

MICRO-COGÉNÉRATION

AVANTAGES & INCONVÉNIENTS

Rendement optimisé

Pertes d'énergie moindres

Durée de vie des combustibles fossiles accrue

Émission de gaz à effet de serre limitée

Proximité des consommateurs

+-

+++

ChauffageÉlectricité

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INTRODUCTION

COGÉNÉRATION

TRIGÉNÉRATION

MICRO-COGÉNÉRATION

AVANTAGES & INCONVÉNIENTS

Rendement optimisé

Pertes d'énergie moindres

Durée de vie des combustibles fossiles accrue

Émission de gaz à effet de serre limitée

Proximité des consommateurs

+-

+++

RefroidissementChauffageÉlectricité

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INTRODUCTION

COGÉNÉRATION

TRIGÉNÉRATION

MICRO-COGÉNÉRATION

AVANTAGES & INCONVÉNIENTS

Rendement optimisé

Pertes d'énergie moindres

Durée de vie des combustibles fossiles accrue

Émission de gaz à effet de serre limitée

Proximité des consommateurs

+-

+++

RefroidissementChauffageÉlectricité P<35 kW

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CONTEXTE DE L’ÉTUDE

Chapitre 2

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MISSION HYDROGÈNE RENOUVELABLE POUR L’INTÉGRATION AU RÉSEAU ELECTRIQUE

CONTEXTE DE L’ÉTUDE

Cogénération énergétique & climatisation solaire – Dalia SI AHMED – JDD 2016

2012 20 M € 550 kWc 30%Taux d’insertion

des ENRPuissance PVBudgetInauguration

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MISSION HYDROGÈNE RENOUVELABLE POUR L’INTÉGRATION AU RÉSEAU ELECTRIQUE

CONTEXTE DE L’ÉTUDE

Cogénération énergétique & climatisation solaire – Dalia SI AHMED – JDD 2016

RÔLES DE LA PLATEFORME

Écrêtage des pics de consommation,

Atténuation des variations de production,

Limitation des surtensions.

2012 20 M € 550 kWc 30%Taux d’insertion

des ENRPuissance PVBudgetInauguration

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OBJECTIF

Valoriser la chaleur de la pile à combustible pour la production

de froid.

SOUS SYSTÈME DE CHALEUR

DE LA PILE A COMBUSTIBLE

50 °C

2 m3/h

800 kWh/j

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Chapitre 3

FROID SOLAIRE

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FROID SOLAIRE

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Technologies du

froid solaire

Photovoltaïque Absorption

Adsorption Dessiccation

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FROID SOLAIRE

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CLIMATISATION SOLAIRE

PAR ADSORPTION

Adsorption Compression chimique

Types d’adsorption:

- Physisorption : liaisons de Van Der Walls

- Chimisorption : liaisons ioniques & covalentes

Inve

nSo

r

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FROID SOLAIRE

Cogénération énergétique & climatisation solaire – Dalia SI AHMED – JDD 2016

CLIMATISATION SOLAIRE

PAR ADSORPTION

Adsorption Compression chimique

Types d’adsorption:

- Physisorption : liaisons de Van Der Walls

- Chimisorption : liaisons ioniques & covalentes

Inve

nSo

r

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FROID SOLAIRE

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CLIMATISATION SOLAIRE

PAR ADSORPTION

Taille

Poids

Coût

Alimentation inépuisable

Peu de maintenance

Écologique

Silencieux

++

+

+

---

AVANTAGES & INCONVÉNIENTS

Adsorption Compression chimique

Types d’adsorption:

- Physisorption : liaisons de Van Der Walls

- Chimisorption : liaisons ioniques & covalentes

Inve

nSo

r

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Chapitre 4

MODELISATION

& SIMULATION

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MODELISATION & SIMULATION

Choix du logiciel de simulation

Logiciel de

simulationModèle Adsorbeur

Pompe à chaleur &

AuxiliairesRégime Dynamique

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MODELISATION & SIMULATION

Équations

Bilan énergétique

Bilan massique

Equilibre thermodynamique

Coefficient de performance

MODÉLISATION

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MODELISATION & SIMULATION

Équations

Bilan énergétique

Bilan massique

Equilibre thermodynamique

Coefficient de performance

MODÉLISATION SIMULATION

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Cogénération énergétique & climatisation solaire – Dalia SI AHMED – JDD 2016

MODELISATION & SIMULATION

Équations

Bilan énergétique

Bilan massique

Equilibre thermodynamique

Coefficient de performance

MODÉLISATION SIMULATION RÉSULTATS

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CONCLUSION &

PERSPECTIVES

Chapitre 5

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CONCLUSION & PERSPECTIVES

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Etat de l’artEtude de

l’adsorption

Etude du climatiseur

solaire

Etude de MYRTE et du

SSCHA

Combinaison des deux procédés

Validation expérimentale

Analyse technico -

économique

DÉROULEMENT DE LA THÈSE

2014 2016 20172015

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CONCLUSION & PERSPECTIVES

Cogénération énergétique & climatisation solaire – Dalia SI AHMED – JDD 2016

Etat de l’artEtude de

l’adsorption

Etude du climatiseur

solaire

Etude de MYRTE et du

SSCHA

Combinaison des deux procédés

Validation expérimentale

Analyse technico -

économique

DÉROULEMENT DE LA THÈSE

2014 2016 20172015

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CONCLUSION & PERSPECTIVES

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CONCLUSION & PERSPECTIVES

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CONCLUSION & PERSPECTIVES

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Merci de votre

attention

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ANNEXES

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CONTEXTE DE L’ÉTUDE

Plateforme MYRTE

• Champ de panneaux photovoltaïques de 3700 m²

• Electrolyseurs produisant du H2 avec un débit de 40 Nm3h-1

• Réservoirs de stockage d’O2 et de H2 de 28 m3 à 35 bars

• Piles à Combustibles d’une puissance nominale de 210 kW

• Système de gestion de pertes thermiques de 800 kWh/jour

• Différents outils de contrôle et de conversion électrique

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ETAT DE L’ART

• Conception de systèmes compacts,

• Optimisation des procédés pour une meilleure efficacité,

• Etude de nouveaux couples Adsorbat/Adsorbant,

• Valorisation des chaleurs résiduelles,

FROID SOLAIRE

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MODELISATION & SIMULATION