Remerciement
En prénmhtl,e à ce mémoire nous remercimt ALI'/IH qui nous aide a nous donne la patience et couraget durant ces langues années d'étude'
Nous souhail,ant adresser nos remercienen* les plus sincères attx personnes qui nous ant app leur aide,et qui ont contribué àt l'ëla,boration de ce mbnoire ainsi qu'à lJaréussite de cette
I brmi dnbl e année univ er s itaire'
Nous tenons twt d'abord à remercier ,très grandernent Monsiet'tr T.E. BOIIKELIA quî nous permis de béméficier de son encadretment et pour sa grande disponibilité, ses préreiew conseils
nous a proiligté, sa patience, ,sa confumce qu'il notts a temoignes ont étë
'déterminants dans réalistttion de notre trqvail de reclærche'
Nos remerc:iernents s'étendent égolement à tous nos enseignants durant la; années des études et spécialement pour notre chà'e enseignante IW A. GIIELI'AIB pour s'on enseignement méthodotog/lue, pour sa tendresse' et so,n soutient lorsque nous étions dêcanragées' Nous
reconnaissanttes p(wr le temps qu'elle nous a consacré'
On n'oublie pas nos parents, nos sæurs etfrères pour lqtr contribtttion, lanr soutien et leur patience. Biem sûr nous n'oublinns pas a|e rernercier très chalanransement ltrff V. ZEGHOUANE pour ses conseils, son aide et sa paÉience qu'elle nous a apporté tuut au long de ce travail- Son æil
critique nous a été très prétietu pot"tr struchrer le travail et pour anéltiorer la qualité des diffirentes sectiorw. fu.ns sa contribution, ce mëmoire n'anrait probable;ment pas w leiour-
Aussi, nous udressons nos plus sincèra remerciements à tous nos proche,s et amis, qui toujours accompagnés, aidé, soutenu et encouragé tout au long de la rés'lisation de ce Merci à tous 'et à toutes.
Un grand merci tout particulier à: nos collègues, pour lanr gentillesse, lentr bonne humeur, drôlerie, les discassions pfus ou moins scientifi.ques, et pour les bons fiomênt's que nous
passës ensemble, qui ont rendu cetteforntationuniversitaire très sffipathiqtte-
ont contribué à
illÇr-
i_ -'.
,'-:.-'"'' - -- -'l:'::-;, i-.:-: | ', tenons à remercier tous ca'Æ
ctz travail et qui n'ont Pus Pu être
1Déû,caces
lLienrlest t;Lv"tssi Seau à qffi4, qu'e hfrllit tun b6eur qtt;"'on déûé {ufantr
du c:æur à ceux qu'ort aim'e'
Je deiûé ce tayitraire traYaif:
Am.e,s très cfrcrs yarents quim'ont gui^ûés ffinant (es m'om'ents fes yfrs
yéniStes r{e ce b"g cfremtin, nrn ivLère cefïe 6p'6 senti dle ce yfus am"6hs
in.tenti.ons Jtou:r nle yeïTruzt\re dle guttu hfatreur de ce m'sn[e s6lns fisières,
qt:É a été à mcs côtés {rrant toute mn vie. Et monyère qui à sacrifier towte
sa yi.e afin de mB yoit' {arynir ce qui je slris, m.erci mcs yarents'
Atm.es chers frères Awtes chères sælrrs
A tûute tafami{Ie 2iaiter et tafami{fe t{a"6ifr salns exceytion
A mon enc atdr et:tr m.oruieur tsAU.lKEtIA .f-E A tous mn:.s co,ffigues et mBs atnis yartout
i4 tous cellx qui ,unt satrifié {eur temys your {'^a science
Et à tous qui ont cotttl4tutt à ta réafrsati,on {e ce mndeste travaif;
De yrés ou {e toin-
ZArffiKZafrro
:Déd,rcaces
.A m.es très cfrrs yarents
Je vous déffie ce trantaii"f em témnignage {e m.snyrofond clm'ut:r. ?uisse DiÊa vmts yréserryer el ^trous arcor{er santé, bngae'viB et honfreur.
JLrtcune détfrcace ne ymtra'ait e.x1rrîmr tamow, festime et fe resyect qun
j'ai touiours sapuar Ytus-
Amonmnri
?our fa yie cûrlnwne qui rwus a réttrris, qu.e. ce travaif soit [e. symhofe {e
m.es sentimBnts tes ytus yrofon"ds et fes y{us siinrères.
Ames sa?u:rs :9,nwneÉ" ertfee Kæwter
fu4erci f antoir été gour mtoi nrcs m,eilTeures arnies. Que Dipu nuts gartre trrujours uni.es. Je yous ffi.dip ce trayaif avec totts rnes ^voeux {e hon"fieur, {e
santé et de réussite.
A ttrute tafilmiffe L\ra.ar et fafemitfe Anna"6i smults exceytion
Saru ouhfrer mcs yrofes;seut s 1trécisém.erû rnon encan{ratr m.onsieur
B'ÙI"I:I(ELIA.{E
A mes atni.es
frIvrciyour tsus {es 6ons moments 6fu'otl ayassei eruernhte-
i'l tfi
tl
(DRAAflmnni
',D,6{lca,ces
Je déffie ce mtimoire à mayetitefamiffe :
- gvtA tntùre, qui a mmré ytruxr mrt réussite, yfrr sotT onnrvwr, sow soutien' tous h's sacrifrre.s consentk et ses..,Vr'écîBux consei{s, your toute smt assisttnte et sa
_présence dans ma yie, reçois ai travqs ce tranraif aussi mofes'te soit-if' fexyression de mes senttttents et dB motl éterneffe gratit'iu{n.
tvlongèra quiyeut êtretJiicr e'ti trouyer ici fe réstt{tat de ûmgws anntées de' s,acrificis et'deyrhtati.otu-powr nt'ai[er à anranter dans fa^v,îc. ?ukse Dieufaire
en sorte qup ce travaifyorÈesonJntit ; fuIerciyour ks vafeurs n'o6{es, féffircation et h sawtipttt yerm'anent verut de toL
Jvtonfrère 3lofin*wnc{{a"ttm" et tnps sewrs : Svlessastda &'l^/'assifa quîn'ont cessé d'êtreyour moi des exemy{tes dey,rsévérance, de courage et t{e générosité. Je vous r,em.ercie cfutfeureusement Jl.yur luos encouragemants dnns lbs mom.ents ûffrcifes
,{édirion dB ce mémoire.
Attssi, à:
lvles fue,antxfrères: Sofranz & Sou{cymann
ft Svles: tttttte:t, ontfcs, cousins et cousines.,
Jv1es atni2s intime.s : Atnani, et T'th^(antn Je vous rem.ereiB 7uw Camitii, et taide
yr,écieuse qup ytus 1m'alez ayyortée tout au bng dn ce travai[,
lvlonyrof,'esseur enca.[rew' Jvrr if, tsAU:KE[IAyaur son aÉft et sayrécieuse attention-
.îvlm.e A. ç3fiffi-C.-KB ry enseignznteyréférée, je veux vrair,nBrtt vtus remerciBr car j'ai eu heaucsuy fu cfrntce de vous antesir-
(ous mes yrofesselrrs de (lunfuet"sité de lije{yortr hurs disy,rnibifrté et consei(s.
{ow; rnes cùmJtqqnfrns de yromotim4-
frouyez ki fexyressi.on diz rnn rectrlnnissance et 6e mayrofon{e gratitutre-
,fr#y#,m:i,m
,#ffi'?;H#'*'gran^demc.,nt remprcié(e)s ytyrr {rbtryatience et fetr entière fisyonifiifrté àrn'otl égar{,
AZZOUTVtE ZE{rVn(B
Sommalre
Remercienrcnts... ..-..-...1
Dédicaces ...ii
Sommaire ....-..-v
Liste des figures... -..-....---....viii
Liste des tzùleaux -..-...-.-..-.... x
Nomenclature ... ...xi
cHFrPllTRE, I : I[tr0f,UCliOn genérale I.1. Infocluction... ...--.-...- I 1.2. Etat dle L'art... -... I I.3. Objecfif et contexte du mjmoin)... ....-...-..-....- 10
CHAPITRE ll :: Génénnlites sur les 0entrales s0laire$ à tout il.l. Energie solaire... --.-...-....12
II.1.1. Energie solaire photovr:,1taiqtrc... ...-.--.-..12
ll.l.2. Energie solaire thermiqrue ..-.12
II.l.2.l. Capteur solaire therrmiqure p1an... ...--.--...12
Il.l.2.l.l. Capteur solaire pllan vitré ...--...- 13
II.l.2.lJZ. Capteur solaire p.lan sans,ritrage .'.-...-...--.. 13
II.1.2.1.".r. Capteur solaire pltan à tube sous vide... .----.--...-.----14
II.1.2.2. Capteurs solaires tlrermiiques à concentration... ... 15
II.1.2.2.1. Systèmes à concentration linéaire .-...-.-.. 15
Il.l.z.z.l.L Capteurs à miroirs qrlindro-parabolique.... -...-..--.- 15
1I.1.2.2.1.2. Capteurs solaircs à nriroirs de F'resnel -....-. 16
II.1.2.2.:.2. Systèmes à conq:ntratironponctuelle... ---...---- 16
tl.1.2.2:2.L Systèmes àtour... ...-.-... 16
11.1.2.2..2.2. Concentrateur ii miroir parabolique ....----..-17
I1.2. Gisement solaire... .--...- 18
II.2.l. Description du Soleil ...-.-- 18
II.2.2. Coordonnées géoggaphiques...". .-....---...-- 18
II.2.2.1. Laritude ..----.18
11.2.2.2. Longitude ....18
1I.2.2.3. Altitude ...18
II.2.3. Coordonnées equatorriales (horaires) ...-... 19
II.2.3.1. pf,çlinaison solaire,.... -...19
11.2.3.2. Angle horaire...,.. -.--...-20
II.2.4. Coordonnées horizorrtales... ...-.---.----.-....20
11.2.4.1. Harseur angulaire du Soleil... ---..----20
II.2.4.2. Azimut... ..".,::i... ....24
/.,-_ . . ... .. i::.,.1
i.'': v i
1I.2.4.3. Distance zénrthale... ...20
II.2.5. .Paradtres dutemps solaire... ...-.---21
11.2.5.1. Angle horaire du coucher de Soleil ...21
II.2.5.2. Angle d'incidence ...-.21
11.2.5.3. Temps solaire ...--.21
II.2.5.3.1.. Temps universel.. .--.---21
II.2.5.3|.21.. Ternps solaire Loca1... ....---.--..21
II.2.5.3.".ir. Terys solaire moyen... -...---.22
II.2.5.3.t1. Temps solaire vriri... ...-.----22
11.2.6. .ll.ayonnement Soliriro... ...--.-..--..22
1I.2.6.1. Rayonnement direst ..-...22
11.2.6.2. Rayonnement di :1s.... ...--..---22
II.2.6.3. Rayonnement globral ...22
II.2.7. Potentiel solaire de l'Algérie ...--23
II.3. Tour solaire ...24
II.3.1. Principe de fonctionrrcmerû ...-.--.--24
1I.3.2. liléments de la cerrtnrle solaire àtoru... ..--...25
11.3.2.1. ChamF solaire...,... ...25
11.3.2.1.1. Champ d'héliostat ---..25
11.3.2.1.2. Rece'pteur solairrE ..--.-26
11.3.2.1.3. Tour... ...-.-.-.-..-.--.29
1I.3.2.1.4. Fluide caloporteur ..---29
1I.3.2.2. Bloc de puismnce ...30
II.3.2.2.1t. Twbine àvapeu:... ...30
II.3.2.2.t1.. Générateur de vapeur ...--.----.--..32
1I.3.2.2.:1. Condenseur ....---...32
I1.3.2.2.t1. Réchauffeur ---.32
11.3.2.2.:t. Pompe... ...-..33
1I.3.2.2.6. Ahernateur ...--.-.-.-...33
cH,APlrRE lll : ilrndrelisaili0n matnematique de la 0enll'ale etuûiée m.1. Gisement solaire ---.--.---.--..34
m.1.1. Choix du site de sinrulation... ...---.-...-.---.-34
IIl.l.2. Déclinaison solaire ...-...35
III.1.3. Angle horahe du lerrer de soleil ---.---35
III.I.4. kradiation extraterrrestre .-....-.-... 35
m.1.5. Durée maxirnate porssible du soleil ou durée du jour ....--..'.35
III.1.6. hradiation solaire globalt: et diffise sur une surface horizontale ...35
III.1.7. Rayonnement re1;u tsur rurc surfrce horizontale -...----..-..35
IIl.l.T.L Irradiation solaire glohile sur urre surface horizonfale ... 35
IlI.l.7.2l.. Irradiation diffrse,e inc:idente sur une surhce horizontale... ...'...36
vl
III.1.8. Irradiation solaire directe... ...36
III.I.9. Irradiation normale rdhecle ...36
Ill.2. Chaump solaire ...36
lll.2.l. ChamF d'héliostat ...36
II1.2.2. Performance optique.. ...37
III.2.3. Bilan énergétique drr recepteur ...37
III.3. CycJte de puissance ...39
III.3.1. Modélisation des composants..." ...40
III.3.1.1. Surchauffeur et re,chauffeur ...40
111.3.1.2. Chaudiere @vapo:rateu)...".... ...42
III.3.1.3. Prechauffeureur... ...43
III.3.1.4. Turbines haute et lbasse pression.". ...43
III.3.1.5. Pompe ...44
III.3.1.6. Préchauffeur à cortdensûion... ...45
111.3.1.7. Mélangeur ...45
III.3.1.8. Condenseur ...46
III.3.1.9. Puissance fournie... ...46
III.4. Stor:rkage thermique et brûleu'.. ...47
m.5. Mo,clel economique ...48
III.6. Présientation du logiciel IJAM ...48
CHAPI'rRE U : ne$illlflls el di$0USSi0n tv.l. Gis,ement solaire et condlitioru; climatiques... ...51
ry.1.1. Eclairements solaire,s... ...51
IV.1.2. Températures et vitesse du vent... ...52
IV .2. Opt;iimisation...,. ...52
lV.2.l. Optimisation du rmuhiple solaire et de stockage thermique ...52
IV.2.2. Optimisation du champ sclaire de la centxale .... 53
IV.3. Conryaraison...,.. ...-.56
CHAPITRIE V : tOnelUSiOn genémle V. Conclrrrsiongénérale... ...61 Réferences
Résumé Abstract
Ltât
i"., l
i vii
ll-llstt> des frgures
Figure I.l. Sr:hérna de la centrale solaire à tour étudiée .-...---.-2
Figure I.2. Schéma des centrales solain:s thermiques à concentration... ...-.3
Figure I.3. Rr:présentation schémuÉique de la technologie hybride de la tour solaire à sel fondu avec le brûler: et le de stockage thermique. ----....-.--.-4
Figure I.4. Sr:héma d'installaticrn d'une centrale solaire avec cycle comb:iné ...5
Figure I.5. Crcrnfiguration de la centrale avec (ABC). ... ..-.-..-..----....7
Figure I.6. (a,l Schéma du cycle de Rankine simple (b) Schéma du cycle de Kalina... 8
Figure I.7. Sr:hémas des centraltes solai:es thermiques à torn. ----...---....9
Figure II.1" C:afrteur solaire therrmique rdtré... ....-....-..-... 13
Figure II.2. Capteur solaire thonnique rron vitré.., .-.-.-...-....---.. 14
Figure II.3. Capteur solaire thermique ir tubes sous vide. ... 15
Figure II.4. Collecteurs cylindro-parahlliques. ... 15
Figure II.5. Collecteurs linéaires cle Fre snel, -... 16
Figure II.6. Clentrale solaire à tlorr -..-..17
Figrrre II.7. Clollecteur parabolique ...,... ---..----17
Figure II.8. Cloordonnrées terrestres. --- 19
Figure II.9. trtévolution de la Trcrrre autour du Soleil. ... 19
Figure II.10. Le système de coordonnér:s équatoriales (horaires) --...----20
Figrne II.11. Coordonnées horizo,rntales... ..-.--21
Figure ll.l2. Reperage de la po'sittrion drr Soleil -...--22
Figure II.l3. Rayonnement globali. ---23
Figure II.14. trradiation globale journalière reçue sur le plan horizontale au mois de Juillet. ...24
Figure II.l5. Schéma simplifié d'iune cr,'ntrale solaire àtour... ---....-.---25
Figure II.16. Centrale solaire à torur de PS10.... -..--26
Figure II.l7. Centrale solaire à tour (Gemasolar) d'Espagne. .-.---..-.--..-.26
Figure II.l8. Système à calopo:rterm eau-v?peur de lia cenhale PSl0 en Espagne ...27
Figure II.l9. Système à calopo:rte,rur sels fondus. ---...--.---...28
Figure 11.20. Système à caloporte;ur air atmosphérique.. --.-.----29
Figrrre Il.2l. Turbine à vapeur ..---... 3l Figure 1I.22. Schéma d'un cyclle de Rankine élémentaire -..----32
Figure 1I.23. Schéma d'un ahernaûeur. ,... ...-..'33
Figure III.1. JErylacement oùlles simulations onl été effectuées. ...--..34
Figure III.2. lDisposition du champ héli'ostatique... ..-..37
Figure I[.3. rConfiggration du cyole de Rankine avec régénération ...,'.. ...-...40
Figure III.4. lBffet du travail de, la turbine sur I'efficacité du générateur ----..-.-.-....-...- 47
Figure III.5.lFenêtre principale,du logiciel SAM ----.--..."""49 Figure III.6. r0rganigramme poul les él.apes de sfunulation et d'optimisation dans ce travail. ... 50
Figure IV.1. La variation horaire des différents rayonnements solaires ...--...51
Figure IY.2. Lavariation horajiie des diffËrentes ternpératures ambiantes et la vitesse du vent .. 52
Figure IV.3. Variation du CIIdrq,Ii de la centrale potrr differents: "Muhiple solaire", et nombne d'heures de sÉockage..., ,...-.-.,. ,.i:l ...53
:l viii I
Figpre fV.4. Disposition du cbary solaire de la cemah Gemasolar. .f'.---.-.--.-....---..,... 55 Figure IV.5. lÏryositbn du champ solaire de la cemrab oÉimisee....+..s...-.i...---.---- 55 Figrfie Iv.6- La rruiation braire nx]yenne ôrd l'ânÉ dç teryérswes dc sortb et des debits qassiques duFTC dans CS et dans le BP (C€ffiale Cï€masoltr) ...f...57 Figrne lV.7.li-arnriationhoraire rnoyenrrc furatr l'ann& destery@wes de sortie et des débits massiques du FTC dans CS ct dam le BP (Centab optimisee) -.---i-..-....-... 58 Figure IV.S. Coryaison dæ ffu:r d'énergie existds dans h cetrab Gemasohr...r... 58 Figrge IV.9. Coryæison des flrur d'énergie existads dans la ceffialç oetimisée...,...59 Figrre rv.10. La variation horairç des difr€rents rendemeirts de la ce#ale oÉimi#"""""""' 60
)
I
Ilste des tableaux
JtLb* II.l. Coryosirion des sels fordus.
Tableau III'1' Hypotheses cormur*s r, *t"r* nominares; ; *rryilil;+ """""" 30
principarrxparadhes dæs b cycle de puismnce ...r.,.. ..+...44
TableuVI.l. IÆspmanÈrtesa'"prl-lræl*rrtili*és**nchamp
selaire. ...54 Tableau VI.2. Amlyse coryaracive des derx *r*nf", ùniroirges..._...b...56
-
,.-.1
,l I
'I
."1
Px -6\ I l_--
SYmboles
A Surface tm'zl
Anari,, Surface d'unhéliostat;[nf]
C Capacité tbermique drr lluide tkWh/KI D Diamètre hYdraulique [m]
Cp Chaleur sPecifrque [kJlkg' K]
D Diamètre [m]
d" Variation de la distâttce Teire-Soleil [-]
e Erreur rclativef!/Q
h Coefficient de transfe* thermique convectif [Wm2'K1
Ho Rayornement o<traterrestre quotidien tkWh/m2l
HaN Rayomrement dircct:norrnal quotidien tkWh/nf]
E'n Rayonnement diffirs quotidien sur unplanhorizontal tkwh,/nfl
H,c Rayonnement global quotidien surunplan horizontal tkwh/mI
Io, Rayonnement solairerextriilerrestre tkW/m2]
Inn Rayonnement direct horaire sur unplanborizontal [kWmz]
Inr Rayonnement direct norrml horaire tk\Vlm2]
It Rayonnement difts horaire sur rur plan horizontal [kwnf]
I,; Rayonnement globali horaire sur un plan horizontal [kwm;]
I,o Constante solaire tkrMnfl
k: Conductivité thermirque de fair [Wim'K]
' fi Débit massique tkg/sl
': Nu Nombre deNusseh [-]
P Pression [bar]
Pr Noobre de Prandtl [-]
a Flux de cbaleur [kWl
So Durée dujour tkWh/m2l
T TemPéræure [K]
-t [tA Conductance tW/Kl
Hn"rio Taillc dumiroh d'héliostat
'\ Wneuo Largeur dumiroir d'helio$tat
'l N'h"tîo Nombre totals des beliostats dans le champ
-r A Puissaoce [kWl
Svn t o'es grecs
I q, Haure'r angulaire du soleil ["] , Absorptiviré hémisphfflque
-T' ôi Élinaison solaire ["]
A s Emissivilé t-l
tl Rendement [7ol
,l- ïs azimuth ["]
,... ,t, Longitude ["]
' Viscosité dynamique du fluide tkdm'sl p
l-- a) Anele braire n
rr)s Angle bûrairÊ de concbcr de Soleil fl
-__*.*-}44
Fl xii i
I f*-*r
L,r
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I
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Abs aarb
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Cond Ckrnv e
e'!rt
F lx5lio
i
irrc furv
ffiax min fi)m
0pt
Constade de Sæfrn-Boltzmann Latimde fl
Altitude ["]
Distarce zenithale ["]
Distance radiale erte derur rangees
Espacemetr d'azimû etre derxbliostats dans une raogft
Absorbee Ambiant Chaud Conduction Convection Extérieu
Entree Froid Héliostat lntérieur Incident
Investissement MCI<imale
Minimale lr[sminal Optique
-'1
rsf Réflectivité
$or Sortie
tot Totale
uti utile
vap VaPern
Sistes
ABC Air Bottoming CYcle
-r AfvfT Anûée Métfurologique Typique
BCR Bereft To CosûRdio BIt Bloc de Puissance
-l BR Brùhur
CCC C€ffiale a CYcle Combiné
--t
it CMAE CoftlvioyenActualise d'Electricité tÉft\fhl
-l coN condenseu
,-ï, C'RS CYcle Rankine SimPle
C:S Chary Sohire
-1 CSP Cemabs solaires tkrmique à concentration
î, DES Désaérateu
I1VA Evaporateur
1-' FC Factern decapcitéI%ol
i
,- IITC Fluide de Tramfert de Chaleur
:
GEN Ge'nérdew
1
l1'
MEL Mélangeur
MS MuhiPte Solaire [-]
IND lrradiationNorrnale Directe
POIvI Porye PRI] Préchauffeur
REE-C Prechauffeur à Condensation
REC Rechauffeur
SAM SYstem Advisor Model
SF SelFondu
SLIR Surchauffeur
SÏiT Stockage d'Energie Thermique
SfiT SY$ère de Stockage Thermique
TIBP Tubine à Basse Pression
THP Turbine àIlarÉe Pression TSL TemPs Solaire Local
TSM Terys Solaire MoYen
TSV TemPs Solaire Vrai
llu TernPs Universel
fi
{-. I
i'i xv i t-,-"-.--..*,*-'"j
ir,j
I I
't
I
't
I
ï
f
'f-
I
CHAPTTRE 1' If\TTRODUCTIOT ÎETTIïTIII
Ll..Introduction
selon les economistes, faug;mentation du prix du petrole est survenue après les deux chocs petroliers de rg73 et 1g7g, tout en ayant une incidence négat've sur la croissance économique mondiare. A cause de r:ette érévatioru res chercheurs ont pasÉ à la recherche et au développement de
'exproitation
d,autres sourc€s d'énergie moins chères et non polluantes
notamment l,énergie soraire. cette cternière, disponible græuitement et utilisable dans différentes Eplications, peut être exposee coûmre rrne ahernative âce à la crise arondiale d,énergie.
Àcetégard,notrepaysaaussilancésonprogrammenational.ùedéveloppementdes
érnergies renouvelabres et de l,efficacité énergétique en mettânt en place run cadre d'action et un
c,adre régrementaire afin de renforc,er les capacités institutionnerles en vu'e du développement de r,énergie renouverable dans le sudi. Dans re but de s'insta'er conrme un acteur maje*r dans la
prroduction de l,érectricité et de lever les obstacles a'x technorogies fondées sur l',énergie renouverabre pour aider à attén'er tes émissions de gaz à effet de serre. p'our cela' des recherches ont été menrles sur res procédés de conversion d'énergie solaire tels que le solaire photovoltaique
et re soraire thermique à concentration caractérises par des rendenrents énergétiques très
iunportants r- -^-^^-+,.t+i^nc cnlaires Dour
Les centrales solaires à tour font partie des technologies de conccntrations solaires pour
ra production d,énergieo ces techn'logies incruent aussi res concentrateru:s cyrindro-paraboliques' les concentrateurs paraboliques, res miroirs de Fresnel Dans re domaine de conversion d'énergie soraire, il sembre que ra technotogie de ra centrale solaire à tour est f une des technologies les plusrepanrluesporrrlaproductiondel,électricité.Lesrayonsdusoleilsontconcentréssurun réceptet' soraire en utilisant des trériostats qui actionnent rme t'rbine et produit de l'électricité'
La simuration et roptimisation des performances de la centrare riolaire et ra minimisation de son cotit, sont très importantes avant d,intégrer la technologie dans les marchés algeriens' ce
qui fera riobjet de notre étude. La modélisation, la simulation et l',optimisation technico- économiqrre de la centrare solaire à tour est nécessaire pour déterminer le conrportement de ce système, il est égarement très inrportant d,intégrer ces systèmes dans rtrne de reurs applications telles que ra production d,électrir;ité. po'r aborÉir à ces résultats, il est nécessaire de connaître les donnees d.u rayonnement solaire afin d'estimer l'énergie qui sera produite pal ce système'
I.2. Etfla de ltart
Laplupartdescentralesthermiquessolairesàtotrrsontconstiituéesd'unchampsolaire, bloc de puissance, éventue*ement un systère de stockage d'énergie thermique, un brûle'r o les
de'x systèmes en même temps peuvent être utilisés pour améliorer 'e
potentiel du systèmp::n
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CHAP$REf 'fru
;ffionomique des centrares thermiques solaires à concentration est nécessaire pour f identification de la c'onfigrnation la nt* "î*" :::i:Ï"ït:i;i;
:ï, ,iJi:1"ï;;;";;, on va se baser dans cette partie sur ra recherche
bibliiographique sur res diverses conceptions et rezurtats issus de quelques mvaux contenant diffrlrentes applications dans ce domaine et les techniques utilisees. r'lusieurs chercheurs
expririmentés ont tenté de rçroduire cles etuiles technico-economiques sur le's centrales solaires à concentration Les études en question avaient eté publiees initialement entre 2011 et 2017 dans des revues scientifiques de réference telres que Energyo Rencwabre ard sustainable Energy'
Solar energy, et Energy conversion alrd nranagBment' etc'
En 2011, Xu et al. tu orrt accompli l,analyse énergétique et l'anallrse exergétique d,une cerûrale soraire à tour utilisant du ser fondu cornme re fluide caloporteutr (Figure I'1)' Ils ont
évalué les pertes d,énergie et les Ertes d,exergie dans chaque composart de la centrale pour identifier les causes et les emplacerments de l,inrperfection thermodynaurique' Les chercheurs so:nt égalemerrt tegé plusierns paranrètres de conception, y compris l'irradiation normale directe 0{D),leraplrcrtdeconcæntrationetletypedecycledepuissance,pour<ivaluerleurseffetssur
rers performa'ces énergétique et exergétique. Les résultats montrent que les pertes maximales d,exergie se produisent dans le système récepteur, zuivi par re systère de champ héliostatique' biren que les pertes d,énergies prinr;ipates se produisent dans le sy$ème de cycle de puissance'
Les efficacités énergétiques et exergétiques de ra centrale peuvent être augmentées en angmentant I'IND et le rapport de concentration. Ils ont également consuté que les effrcacités' énergétique et exergétique de la rcentrare peuvent être accrues dans une certaine mesure en irntégrant des cycres de puissance avancés, y compris res cycles de Rankine avec régénération' et
l,es cycles der Rankine supercritique's'
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Figure I.1' Sc'héma de la centrale solaire à tour etudi'Ée [1]'
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