Titre de série : |
Mémoire Master d'ingénierie Energie |
Titre : |
Contribution à la caractérisation du récepteur solaire de la centrale CSP4Africa |
Type de document : |
texte imprimé |
Auteurs : |
Omer Arsène KAAD DAY ZAL |
Année de publication : |
2015 |
Importance : |
60p. |
Langues : |
Français (fre) |
Résumé : |
CSP4Africa est un projet de développement et d’expérimentation d’une microcentrale à concentration, destinée à l’électrification des populations des zones rurales et périurbaines. Le récepteur solaire de la microcentrale, est composé d’une conduite hélicoïdale de 0,025 m de diamètre intérieur. Elle décrit un absorbeur cylindrique d’un mètre de profondeur et d’un diamètre de 0,7 m. La surface extérieure du récepteur, est recouverte d’une couche de laine de verre qui sert d’isolant, contre les pertes thermiques. Le rôle du récepteur, est de convertir le rayonnement solaire concentré en 100 kW de chaleur, grâce à un fluide caloporteur. Le Prototype expérimental monté pour la caractérisation dudit récepteur, est composé : d’un réservoir de stockage de 0,2 m3 ; d’une pompe centrifuge de 0,3 kW; d’un débitmètre massique et d’un aéro-refroidisseur. Les températures cibles se mesurent grâce à des thermocouples de type K et la chute de pression entre l’entrée et la sortie du récepteur se mesure grâce à un manomètre différentiel. Une balance permet de mesurer la masse de gaz, dont la combustion dans l’air crée un environnement radiatif dans la cavité cylindrique de l’absorbeur. Les premiers tests ont conduit vers un rendement de conversion du récepteur de 75 % sans isolation. Il est en grande partie diminué par les pertes convectives sur la paroi du fond de la cavité d’une surface de 0.38 m². Ces pertes sont caractérisées par un coefficient de convection dont la valeur maximale est 0,025 kW·m-2·°C-1. La chaleur gagnée par le fluide caloporteur dans la conduite, est caractérisé par un coefficient moyen de convection forcé de 0,05 kW·m2·°C-1. La bibliographie a permis d’établir les prévisions de fonctionnement du récepteur solaire. Pour un débit d’huile de 0,23 kg·s-1 les pertes de charges du fluide caloporteur ne devrait pas dépasser 40,000 Pa et le coefficient de convection interne serait limité à 0,8 kW·m2·°C-1.
Abstract : CSP4Africa is a development project and experiment a micro power concentration, for the electrification of populations in rural and suburban areas. The receiver of microcentrale is a helical pipe 0.025 m internal diameter. Its role is to convert the concentrated solar radiation into 100 kW of heat through a heat transfer fluid. Experimental prototype said receiver is composed of a 0.2 m3 storage tank; a centrifugal pump of 0.3 kW; a mass flow meter and an air-cooler. Temperatures are measured by type K thermocouples and pressure drop by a differential pressure gauge. A scale to measure the mass of gas, the combustion in air creates a radiation environment of a maximal power of 16 kW. The receiver conversion efficiency up to 75% without isolation. It is largely decreased by convective losses on the bottom wall of the cavity. These losses are characterized by a convection coefficient of 0.025 kW·m-2·°C-1. The heat gained by the heat transfer fluid is characterized by a mean coefficient of forced convection in the duct of 0.5 kW·m-2·°C-1. The bibliography has established operational forecasts of the solar receiver. For the mass flow oil of 0.83 kg·s-1, the pressure drop of the coolant should not exceed 40.000 Pa and the internal convection coefficient would be limited to 0.8 kW·m-2·°C-1. |
Mémoire Master d'ingénierie Energie. Contribution à la caractérisation du récepteur solaire de la centrale CSP4Africa [texte imprimé] / Omer Arsène KAAD DAY ZAL . - 2015 . - 60p. Langues : Français ( fre)
Résumé : |
CSP4Africa est un projet de développement et d’expérimentation d’une microcentrale à concentration, destinée à l’électrification des populations des zones rurales et périurbaines. Le récepteur solaire de la microcentrale, est composé d’une conduite hélicoïdale de 0,025 m de diamètre intérieur. Elle décrit un absorbeur cylindrique d’un mètre de profondeur et d’un diamètre de 0,7 m. La surface extérieure du récepteur, est recouverte d’une couche de laine de verre qui sert d’isolant, contre les pertes thermiques. Le rôle du récepteur, est de convertir le rayonnement solaire concentré en 100 kW de chaleur, grâce à un fluide caloporteur. Le Prototype expérimental monté pour la caractérisation dudit récepteur, est composé : d’un réservoir de stockage de 0,2 m3 ; d’une pompe centrifuge de 0,3 kW; d’un débitmètre massique et d’un aéro-refroidisseur. Les températures cibles se mesurent grâce à des thermocouples de type K et la chute de pression entre l’entrée et la sortie du récepteur se mesure grâce à un manomètre différentiel. Une balance permet de mesurer la masse de gaz, dont la combustion dans l’air crée un environnement radiatif dans la cavité cylindrique de l’absorbeur. Les premiers tests ont conduit vers un rendement de conversion du récepteur de 75 % sans isolation. Il est en grande partie diminué par les pertes convectives sur la paroi du fond de la cavité d’une surface de 0.38 m². Ces pertes sont caractérisées par un coefficient de convection dont la valeur maximale est 0,025 kW·m-2·°C-1. La chaleur gagnée par le fluide caloporteur dans la conduite, est caractérisé par un coefficient moyen de convection forcé de 0,05 kW·m2·°C-1. La bibliographie a permis d’établir les prévisions de fonctionnement du récepteur solaire. Pour un débit d’huile de 0,23 kg·s-1 les pertes de charges du fluide caloporteur ne devrait pas dépasser 40,000 Pa et le coefficient de convection interne serait limité à 0,8 kW·m2·°C-1.
Abstract : CSP4Africa is a development project and experiment a micro power concentration, for the electrification of populations in rural and suburban areas. The receiver of microcentrale is a helical pipe 0.025 m internal diameter. Its role is to convert the concentrated solar radiation into 100 kW of heat through a heat transfer fluid. Experimental prototype said receiver is composed of a 0.2 m3 storage tank; a centrifugal pump of 0.3 kW; a mass flow meter and an air-cooler. Temperatures are measured by type K thermocouples and pressure drop by a differential pressure gauge. A scale to measure the mass of gas, the combustion in air creates a radiation environment of a maximal power of 16 kW. The receiver conversion efficiency up to 75% without isolation. It is largely decreased by convective losses on the bottom wall of the cavity. These losses are characterized by a convection coefficient of 0.025 kW·m-2·°C-1. The heat gained by the heat transfer fluid is characterized by a mean coefficient of forced convection in the duct of 0.5 kW·m-2·°C-1. The bibliography has established operational forecasts of the solar receiver. For the mass flow oil of 0.83 kg·s-1, the pressure drop of the coolant should not exceed 40.000 Pa and the internal convection coefficient would be limited to 0.8 kW·m-2·°C-1. |
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