Numéro 02

La comparaison de deux géométries du réseau du caloporteur d’un capteur plan classique, nous oblige à mettre en évidence l’influence des pertes par convection sur le bilan optothermique de ce capteur. Partant des caractéristiques optiques et géométriques du capteur, des caractéristiques hydrauliques du fluide caloporteur, nous évaluons avec le maximum de précision les différentes composantes du bilan thermique en tenant compte notamment des gradients de température dans l’absorbeur. Ce travail a été mené avec de l’eau pressurisée comme fluide caloporteur. Notre étude théorique a été menée en utilisant un programme de calcul développé au laboratoire se basant sur la méthode des différences finies. Ce programme a été validé par les résultats expérimentaux dans les mêmes conditions météorologiques. Le convertisseur type serpentin a été choisi.

L’objectif du présent travail est d’optimiser les dimensions géométriques de la grille de collecte des cellules solaires sous forte concentration. A ce sujet, une étude bidimensionnelle fixe le dessin des masques de la grille. Notre optimisation s’articulera sur deux modèles de grille, un modèle linéaire et un autre circulaire. Dans cette dernière, nous proposons un modèle mathématique qui sert à la minimisation des pertes de puissance, par conséquent l’amélioration du rendement de conversion. Le taux d’ombre constitue une forme de perte pour les deux modèles. Sa minimisation ne doit pas être réalisée au détriment du coefficient de transparence. Donc, nous sommes amenés, dans notre étude, à choisir un compromis, en introduisant ainsi le taux de conduction qui représente les pertes par effet Joule. A partir du point d’intersection des deux courbes (le taux de conduction et le taux d’ombre en fonction de la dimension à optimiser), nous déduisons les dimensions optimales de la grille.

Cette étude porte sur le bilan énergétique d’un séchoir solaire de type serre et le relevé temporel des paramètres suivants : • les différentes composantes du rayonnement solaire, • le taux d’humidité relative et les valeurs de température de l’air asséchant dans notre modèle, • Les pertes de masse, par convection naturelle, de certains produits agroalimentaires. Le séchoir expérimental a été conçu et réalisé au C.D.E.R. (Alger). Il comprend un système de stockage d’énergie composé d’un lit de galets. Les parois latérales et le plancher sont isolés thermiquement. Deux inclinaisons sont envisagées pour les vitrages : un vitrage fortement incliné (55°) maximisant la captation de l’énergie solaire pendant la période froide, et un autre, incliné de15° permettant d’optimiser la transmission du rayonnement en saison estivale. La modélisation mathématique, basée sur la méthode des bilans globaux d’énergie prend en compte, comme conditions initiales, les caractéristiques du climat extérieur. Un système de 06 équations différentielles du premier ordre régissant le fonctionnement du séchoir serre est résolu par la méthode numérique de Runge - Kutta au 4ème ordre. Les coefficients d’échange, par rayonnement et convection, sont déterminés en fonction du temps. L’écart maximum entre les résultats théoriques obtenus, comparé à ceux relevés expérimentalement est inférieur à 20 %.

Le but de ce travail est d’établir une méthodologie de modélisation d’un système de production d’hydrogène par électrolyse. L’électricité est fournie par un panneau photovoltaïque. Nous posons l’équation décrivant le comportement électrique d’un panneau, et nous proposons une méthode pour la détermination des différentes grandeurs qui nous permettrons de simuler le comportement du panneau à différentes conditions opératoires. Nous décrivons aussi le comportement électrique d’un électrolyseur PEM, et nous établissons les équations nécessaires pour prévoir la production d’hydrogène du système Module-Electrolyseur en utilisant des données mesurés d’irradiation solaire, et température ambiante.

Un modèle mathématique dynamique a été développé pour connaître l’efficacité d’un système de refroidissement passif utilisant une toiture réflective-évaporative. Le système est composé d’une dalle en béton sur laquelle sont déposés des galets insérés dans une mare d’eau contenue dans une enceinte étanche qui empêche toute perte d’eau. La face supérieure de l’enceinte est recouverte d’une tôle en aluminium peinte en blanc pour augmenter au maximum la réflexion de radiation pendant le jour. Le système est implanté dans la ville de Laghouat au sud, centre de l’Algérie (latitude +33.46N et longitude +2.56 E). L’écart de température remarqué entre le jour et la nuit, en été dans cette région, permet de stocker les frigories la nuit et de les utiliser pendant la journée. Le soir, la température de la plaque d’aluminium est inférieure à la température des galets insérés dans l’eau. La vapeur à l’intérieur du toit se condense et par conséquent tombe par gravité. Cet effet de la pipe de chaleur canalise la chaleur à l’extérieur. L’échange de chaleur est amélioré par radiation entre les deux surfaces internes humides. L’efficacité de ce système est étudiée en utilisant la méthode des différences finies. Les calculs numériques exécutés pour diverses températures externes et radiations solaires ont montré que le système proposé a produit le refroidissement d’une façon significative. Comme résultat de ceci, la température maximale de l’air dans la pièce peut être gardée quelques degrés au-dessus de la température minimale de l’air extérieur pendant le jour. L’association au système de la ventilation naturelle nocturne de vingt heures jusqu’à sept heures peut baisser la température intérieure de 3 à 4 degrés. Le travail continue.

Dans ce papier, nous présentons d’une part, une méthode qui permet de déterminer la taille et l’optimisation d’un système hybride photovoltaïque-éolien. D’autre part, nous déterminons la configuration technico-économique optimale en utilisant deux scénarios. Le premier scénario utilise la moyenne des valeurs mensuelles par an, alors que, le deuxième scénario introduit la notion du mois le plus défavorable. Pour une charge fixe de 10 kWh/j, le premier scénario donne un coût plus faible par rapport au deuxième scénario. Les résultats obtenus montrent également que l’utilisation d’un système photovoltaïque comme système d’appoint avec un système éolien engendre une augmentation du prix du système hybride pour le site de Dakhla.