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Une nouvelle approche de concentrateur solaire PV/Th :
SRLOSystème Réfléchissant à Lames Orientables
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Plan Introduction
• Principe de la concentration
• Les concentrateurs solaires
Structure SRLO• Description du système
• Production électrique
• Production thermique
• Particularité des lames
Partie hydraulique • Circuit hydraulique
• Les chaudières2
Contrôle commande
Interface graphique• Circuit hydraulique
• Inclinaison des lames
• Données météo
• Données d’énergie électrique
Conclusion• Résultats
• Travaux en cours et perspectives
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
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Différents concentrateurs solaires
Particularités :
Température de fonctionnement haute
Suivie deux axes
Absorbeur ponctuel et mobile
Particularités:
Température de fonctionnement moyenne et haute
Suivie un axe
Absorbeur linéaire et mobile
Concentrateur parabolique Concentrateur cylindro-parabolique
Concentrateur à miroir de Fresnel
Particularités :
Température de fonctionnement haute, moyenne et basse
Suivie un axe
Absorbeur linéaire et fixe
Système Réfléchissant à Lames Orientables (S.R.L.O)
Particularités :
Température de fonctionnement basse
Suivie un axe
Absorbeur linéaire et fixe
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
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Principe :
Les miroirs concentrent le rayonnement solaire sur les chaudières.
Structure :
Moteurs indépendants
L’inclinaison de la structure fixe est 60°C
4 unités de 16 lames
Chaque lame mesure 2,42m de long et 0,1m de large
Miroirs
Rayonnement solaire direct
Chaudière
Rayonnement réfléchi
Modules photovoltaïques monocristallins
Rotation indépendantes des
lames
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
Description du système : production d’énergie thermique
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Modules photovoltaïques
Miroirs
Chaudière
Production :
64 lames
4 modules monocristallins de 5W sur chaque lame
Aire totale des modules : 15,36 m²
Puissance crête : 1280 Wc
Stockage:
2 batteries au plombs
(12 V - 150 Ah)
Un régulateur de charge MPPT
Un onduleur pur sinus de 800W
Rotation indépendant des lames
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
Description du système : production d’énergie électrique
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Un système solaire hybride
Fonctions :
Produire de l’eau chaude à basse température autour de 140°C
Produire de l’énergie électrique
Applications possibles :
Produire de l’eau chaude sanitaire (ECS)
Produire du froid entre -5°C et 15°C en utilisant une machine absorption
Alimenter une charge électrique
Stériliser du matériel médical Etc.,…
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
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Contraintes
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
Contrôler la température de sortie des chaudières
Contrôler le niveau de charge des batteries
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Chaque lame est commandée indépendamment
Choix du moteur :
Moteur motoréducteur d’une précision de 0,05 degré par tour d’arbre moteur.
10,5 cm
4,3 cm
Le contrôle commande est capable de positionner chaque lame de façon indépendante
Il est donc possible de produire de l’énergie thermique et électrique simultanément
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
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Circuit hydraulique
L’asservissement de la température :
Modification du débit des pompes ;
Concentration du rayonnement solaire direct, avec un nombre différent de lames en focalisation ;
Configurations des chaudières :- parallèle,- série.
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
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La chaudièreCaractéristiques géométriques :
Surface totale des miroirs :15,49 m²
4 x absorbeurs : 4 x (195 x 15 cm) = 4 x 0,29 m² = 1.17 m²
Concentration géométrique = Surface des miroirs / Surface absorbeur = 15.49/1.17 = 13.2
Inclination de la chaudière : vertical avec une légère pente pour permettre l’évacuation de l’eau
Structure anti-radiative et anti-convective pour des performances optimales
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
Anti-radiative structure
Miroirs
IsolantTuyau cuivre
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Diagramme général du contrôle commande
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
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Interface graphiqueBoucle hydraulique Inclinaison des lames
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
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Données météo
Données affichées :
Données de température
Données de pluie
Vitesse du vent
Direction du vent
Rayonnement solaire global
Rayonnement solaire direct
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Données d’énergie électrique
Pour chaque lame
Tension
Courant
Puissance
Energie
Pour le système
Production total
Consommation du système et
des charges électriques
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
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Résultats
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
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40
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Ray
on
ne
men
t (W
/m²)
Temps solaire vrai
Rayonnement solaireglobal horizontal (Kipp &Honen)
Température d'entrée de lachaudière 1
Température de sortie dela chaudière 4
Journée du 15 avril 2014
Fluide : eau
Débit constant : 67 L/h
Energie thermique totale : 6 kWh
Tem
pér
atu
re (
°C)
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Travaux en cours et perspectives
Augmenter l’efficacité de la chaudière
Modélisation du système et validation expérimentale
Définition des profils de fonctionnement
Définition des profils de charges
Etude et optimisation du suivie un axe pour la production photovoltaïque
Introduction Structure Partie hydraulique Contrôle commande Interface graphique Conclusion
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Merci de votre attention
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