II.4. Modélisation et simulation des
différents sous-systèmes de la centrale SEGS VI
II.4.1. Le champ solaire cylindro-parabolique
Le champ de capteurs cylindro-paraboliques est
modélisé par le composant « Trough (type 397) »
de la bibliothèque STEC de
«trnsys». Le modèle est basé sur des
mesures expérimentales réalisées sur le capteur LS-2. La
figure II.5 donne une idée sur le schéma de principe du champ
solaire.
Figure II.5 Schéma de principe du champ
solaire
II.4.1.1. Modélisation
Le débit massique requis du fluide caloporteur pour
atteindre une température de sortie,
Tout, définie par l'utilisateur reste
constante; est calculé à partir du bilan
énergétique. Ce débit s'écrit :
·
·
Où
(II.1)
·
·
·
(II.2)
La chaleur absorbée est définie par
= I A [L. M. S (A+ B °Ti+°TO' J +
C °Ti+°TO + D °Ti °TO
(II.3)
abs aperture 2 I 2 72 I
(°Ti+°TO)3
Les coefficients A, B, C et D sont des facteurs empiriques qui
décrivent les performances du capteur. Le facteur L est le facteur
d'angle d'incidence, M représente les pertes en chaleur et S
représente le facteur d'ombrage des rangées parallèles.
?Ti et ?To sont les différences entre les températures
en entrée et en sortie du collecteur et la température ambiante,
et I est le rayonnement normal direct, Qpipe représente les
pertes dans le tube absorbeur.
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PFE BOUASSIDA Bilel
Lorsque la centrale est arrêtée durant la nuit,
le système de génération de vapeur est verrouillé.
Au prochain démarrage du champ solaire, le fluide caloporteur est remis
en circulation par l'intermédiaire d'une boucle by-pass jusqu'à
ce que sa température à l'entrée du système de
génération de vapeur atteigne la valeur typique de
fonctionnement. Dans le modèle, si la température de sortie de
champ dépasse 260°C, valeur typique de fonctionnement,
l'écoulement est dirigé vers le système de
génération de vapeur et la production de la vapeur d'eau commence
[14].
II.4.1.2. Configuration
Pour que le composant « Trough (type 397)
» fonctionne d'une manière similaire à
celle du champ solaire de la centrale SEGS VI, il faut
configurer les paramètres et les entrées de cet composant avec
les valeurs adéquates. La configuration est donnée par le tableau
II.1.
Tableau II.1 Configuration du champ solaire
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PFE BOUASSIDA Bulel
II.4.1.3. Résultat
La figure II.6 donne les résultats de la simulation d'un
champ solaire de 188000 m2 de surface pour une semaine
représentative de la saison estivale.
Figure II.6: Résultat de la simulation
pour une semaine représentative de l'été d'un champ
solaire de 188000
m2 de surface
Les résultats montrent par exemple, qu'à midi de la
4éme journée de la semaine sélectionnée,
les résultats de sortie du champ solaire sont :
Température de sortie est égale à
391°C ;
Débit HTF en sortie est égal à
1375,200 T/h ;
Efficacité du Champ est égale à
48.94 %.
On peut remarquer que le débit de sortie est
supérieur à 1312,488 T/h, débit
nécessaire pour
assurer la production de la puissance nominale (30 MW) de la
centrale.
La figure II.7 donne les résultats de la simulation d'un
champ solaire de 188000 m2 de surface pour une semaine
représentative de la période hivernale.
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PFE BOUASSIDA Bulel
Figure II.7 : Résultat de la simulation
pour une semaine représentative de l'hiver d'un champ solaire de
188000 m2 de surface
Les résultats montrent par exemple, qu'à midi de
la 3éme journée de la semaine
sélectionnée, les résultats de sortie du champ solaire
sont :
Température de sortie est égale à
391°C
Débit du fluide caloporteur en sortie est égal
à 893,423 T/h Efficacité du Champ solaire est
égale à 31.4%
On peut remarquer que le débit de sortie est
inférieur à 1312488 kg/hr, débit
nécessaire pour assurer la production de la puissance nominale (30 MW)
de la centrale.
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