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III.2. Performances thermiques et optiques du champ solaire :

III.3.4. Analyse économique :

: est la chaleur absorbé par le fluide caloporteur.

Le rendement du générateur de vapeur de rétablissement de la chaleur (HRSG) :

= = (III-33)

La chaleur produite par les fumés.

= ( ̇ + ̇ )(ℎ − ℎ ) (III-34)

Le rendement du champ solaire est :

=

. (III-35)

Ainsi, le rendement global de la centrale solaire est :

= + (1 − ). . (III-36)

Le rendement thermique d’ISCC :

=

2 + (III-37)

Le rendement solaire de la centrale:

= (III-38)

III.3.4. Analyse économique :

Le LCOE (coût d'électricité équilibré) est une mesure du coût total de la production d'énergie électrique pour un système donné. C'est le paramètre le plus couramment utilisé pour l'analyse de l'étude économique de la centrale solaire thermique [6]. Ce LCOE est calculé à partir des données de notre analyse, qui sont tirées d'études et de bases de données antérieures [17, 18].

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L'analyse et l'évaluation économique sont effectuées en utilisant le logiciel SAM, où le LCOE est calculé comme suit:

= . +̇ & , (III-39) Ou = . ( + 1) [( + 1) − 1] (III-40) III.3.5. Conclusion :

Au cours de ce chapitre, nous avons donné un aperçu sur les logiciels de simulation utilisés dans cette étude, par ces performances de calcul, le logiciel SAM qui est désigné pour l’installation et la conception des grands projets pour les énergies renouvelables : dans les secteurs de photovoltaïque, éolien, géothermique, biomasse, et plus particulièrement en concentration solaire, et le logiciel HYSYS qui désigné spécifiquement pour le calcule et l’optimisation des cycles thermodynamiques. Nous avons développé, un code qui peut être calculé et optimisé les installations thermodynamiques solaire pour investissement minimum, le rendement, la puissance totale, la puissance nette de notre système, ces paramètre physiques sont utiles à la compréhension des phénomènes mis en jeu.

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Références

[1] P. Gilman. Solar Advisor Model User Manual. Technical report, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado (USA), April 2010.

[2] R. Forristall. Heat transfer analysis and modeling of a parabolic trough solar receiver implemented in engineering equation solver. Technical Report NREL/TP-550-34169, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, USA, 2003.

[3] B. Kelly and D. Kearney. Parabolic trough solar system piping model: Final report. Technical Report NREL/SR-550-40165, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, USA, 2006.

[4] M. Wagner. Simulation and predictive performance modeling of utility-scale central receiver system power plants. Master’s thesis, University of Wisconsin, Madison, Wisconsin, USA, 2008.

[5] V. Dudley, G. Kolb, M. Sloan, and D. Kearney. SEGS LS2 solar collector test results. Technical Report SAND94-1884, Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico, USA, 1994.

[6] Jurgen Dersch, Michael Geyer, Ulf Herrmann, Scott A. Jones, Bruce Kelly, Rainer Kistner, Win fried Ortmanns, Robert Pitz-Paal, and Henry Price. Trough integration in to power plants: A study on the performance and economy of integrated solar combined cycle systems. Energy, 29:947–959, 2004.

[7] Martin J. Atkins, Michael R. W. Walmsley, and Andrew S. Morrison. Integration of solar thermal for improved energy efficiency in low-temperature-pinch industrial processes. Energy, 35:1867–1873, 2010.

[8] A. McMahan. Design and optimization of organic rankine cycle solar-thermal power plants. Master’s thesis, University of Wisconsin, Madison, Wisconsin, USA, 2006.

[9] R. Beith, Small and Micro Combined Heat and Power (CHP) Systems: Advanced Design, Performance, Materials and Applications: Elsevier, 2011.

[10] Aspen Plus 11.1 Documentation, user guide, Aspen Technology Inc, 2001.

[11] W. L. Luyben, Distillation Design and Control using Aspen Simulation, John Wiley & Sons, Inc., 2006.

[12] Aspen Plus 11.1 Documentation, Physical Property Methods and Models, Aspen Technology Inc., 2001.

[13] D.Y Peng, D.B. Robinson, A New Two-Constant Equation of State, Industrial and Engineering Chemistry Fundamentals, vol. 15, n. 1, pp 59. 64, 1976.

[14] S.I. Sandler, Chemical and Engineering Thermodynamics, 3emeedition, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1999.

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[15] W. T. Jefferson, M. Modell, Thermodynamics and its Applications, 3eme Ed., Prentice Hall, Upper Saddle River NJ, 1996.

[16] J. M. Prausnitz, N. R. Lichtenthaler, E. G. de Azevedo, Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, 3eme Ed., Prentice-Hall, Engle-wood Cliffs, NJ, 1998.

[17] R. Hosseini, M. Soltani, G. Valizadeh, Technical and economic assessment of the integrated solar combined cycle power plants in Iran. Renewable Energy 2005; 30; 1541–55.

[18] MJ. Wagner, P.Gilman Technical manual for the SAM physical trough model, nrel.gov/docs/fy11osti/51825.pdf [accessed 06.11.2014].

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105 IV.1. Introduction :

Les systèmes cylindro-paraboliques donnent un rendement important de production d'électricité solaire en convertissant presque 15% du rayonnement solaire normal incident direct en électricité, prenant par considération des pertes de puissance des parasites.

Ce système peut également être hybridé à une centrale combinée au gaz naturel, e qui permet de pallier à l’alternance du rayonnement solaire et fournit une production d'électricité continue comme d'autres systèmes à énergie solaire conventionnelle avec appoint [1,2]. Ce système d'assiette s'applique dans les régions à niveau élevé de l'insolation normale directe. Qui comprend l’Afrique du Nord (où l'Algérie est localisée), le Mexique, le sud-ouest des Etats-Unis et l’Australie.

En Algérie, les deux sources fond a mentales d'énergie sont disponibles avec des gisements importants, le rayonnement solaire (entre 1750 kWh / m² an et 2550 kWh / m² an) et le gaz naturel [3]. Il est donc possible d'adapter soigneusement l'un à l'autre par une technologie solaire adéquate pour assurer une énergie saine, durable et moins coûteuse. La méthode la plus efficace pour convertir l'énergie solaire thermique en énergie électrique consiste à alimenter l'eau d'alimentation du générateur de vapeur de rétablissement de la chaleur (HRSG) en aval de l'évaporateur, à produire de la vapeur saturée à haute pression en utilisant l'énergie solaire et à retourner la vapeur à la HRSG pour le surchauffer par les gaz d'échappement de la turbine à gaz.

Ce chapitre est réservé à l’étude d’un système de centrale hybride à concentrateur cylindro-parabolique, par une simulation du système. Les éclairements variables pendant toute l’année dans les divers sites en Algérie, permettent de trouver un rendement annuel optimal.