Titre de série : |
Mémoire Master d'ingénierie Energie |
Titre : |
Conception et montage d’un récepteur solaire pour centrale à tour |
Type de document : |
texte imprimé |
Auteurs : |
Yao Manu SESHIE |
Année de publication : |
2013 |
Importance : |
98p. |
Langues : |
Français (fre) |
Note de contenu : |
L’objectif de ce stage était de concevoir, dimensionner et fabriquer un récepteur solaire pour la centrale solaire CSP4AFRICA (centrale à tour d’une puissance de 100 kWth au niveau du champ solaire). Après une étude bibliographique détaillée sur les récepteurs de type centrale à tour, nous avons opté pour un récepteur solaire de type cavité à absorbeur tubulaire pour ses pertes thermiques faibles et une absorptivité apparente excellente. Une première modélisation basée sur le ’Lancer des rayons’ a été implémentée sous environnement Python® pour comparer les performances des cavités parallélépipédiques et cubiques du point de vue des émissions infrarouges. Les pertes radiatives ont été évaluées à 2% de la puissance reçue avec un léger avantage pour la géométrie cubique. Dans le même temps, la géométrie cylindrique a été adoptée pour sa simplicité de mise en oeuvre au niveau local et les pertes de charges faibles du corps de chauffe. Une deuxième modélisation prenant en compte les échanges radiatifs et les transferts convectifs avec le fluide caloporteur, basée sur les travaux de thèse de Stefania TESCARI dirigés par Pierre NEVEU nous a permis de concevoir finalement notre récepteur. Le dimensionnement a abouti à une hauteur de 1m, un diamètre d’ouverture équivalent au diamètre du cylindre de 0,7m. La fabrication n’étant pas terminée à temps, nous avons proposé un protocole expérimental comportant deux expériences pour la caractérisation du récepteur : l’un pour la vérification de l’isolation et l’autre, pour l’évaluation du profil de température sur la paroi qui sera une base de données précieuse pour l’amélioration des modélisations.
Abstract : The objective of this internship is to design, size and manufacture a solar receiver for the concentrating solar plant CSP4AFRICA (power tower with 100 kWth solar array). After a detailed state of art on central solar receivers, we opted for cavity type solar receiver with tubular absorber for his lower thermal losses and his excellent absorptivity. A first model based on ‘Ray tracing’ was implemented under Python® programming environment to compare the performances of parallelepiped and cylindrical cavities in term of infrared emissions. Radiative losses were estimated at 2% of power received with a little advantage for the parallelepiped geometry. At the same time, cylindrical geometry was choose for the simplicity of his manufacture and the pressure losses of fluid system. A second model taking into account radiative exchanges and convective transfers with the heat fluid, based on thesis of TESCARI Stefania directed by Pierre NEVEU finally help us design our receiver. The sizing gives a height of 1m, an aperture diameter equivalent to cylinder diameter equal to 0,7m. We suggested a protocol comprising two experiences to characterize the receiver: one to make sure the receiver is well insulated and the other one, to estimate the temperature profile on the wall in order to generate a database for the improvements of the models. |
Mémoire Master d'ingénierie Energie. Conception et montage d’un récepteur solaire pour centrale à tour [texte imprimé] / Yao Manu SESHIE . - 2013 . - 98p. Langues : Français ( fre)
Note de contenu : |
L’objectif de ce stage était de concevoir, dimensionner et fabriquer un récepteur solaire pour la centrale solaire CSP4AFRICA (centrale à tour d’une puissance de 100 kWth au niveau du champ solaire). Après une étude bibliographique détaillée sur les récepteurs de type centrale à tour, nous avons opté pour un récepteur solaire de type cavité à absorbeur tubulaire pour ses pertes thermiques faibles et une absorptivité apparente excellente. Une première modélisation basée sur le ’Lancer des rayons’ a été implémentée sous environnement Python® pour comparer les performances des cavités parallélépipédiques et cubiques du point de vue des émissions infrarouges. Les pertes radiatives ont été évaluées à 2% de la puissance reçue avec un léger avantage pour la géométrie cubique. Dans le même temps, la géométrie cylindrique a été adoptée pour sa simplicité de mise en oeuvre au niveau local et les pertes de charges faibles du corps de chauffe. Une deuxième modélisation prenant en compte les échanges radiatifs et les transferts convectifs avec le fluide caloporteur, basée sur les travaux de thèse de Stefania TESCARI dirigés par Pierre NEVEU nous a permis de concevoir finalement notre récepteur. Le dimensionnement a abouti à une hauteur de 1m, un diamètre d’ouverture équivalent au diamètre du cylindre de 0,7m. La fabrication n’étant pas terminée à temps, nous avons proposé un protocole expérimental comportant deux expériences pour la caractérisation du récepteur : l’un pour la vérification de l’isolation et l’autre, pour l’évaluation du profil de température sur la paroi qui sera une base de données précieuse pour l’amélioration des modélisations.
Abstract : The objective of this internship is to design, size and manufacture a solar receiver for the concentrating solar plant CSP4AFRICA (power tower with 100 kWth solar array). After a detailed state of art on central solar receivers, we opted for cavity type solar receiver with tubular absorber for his lower thermal losses and his excellent absorptivity. A first model based on ‘Ray tracing’ was implemented under Python® programming environment to compare the performances of parallelepiped and cylindrical cavities in term of infrared emissions. Radiative losses were estimated at 2% of power received with a little advantage for the parallelepiped geometry. At the same time, cylindrical geometry was choose for the simplicity of his manufacture and the pressure losses of fluid system. A second model taking into account radiative exchanges and convective transfers with the heat fluid, based on thesis of TESCARI Stefania directed by Pierre NEVEU finally help us design our receiver. The sizing gives a height of 1m, an aperture diameter equivalent to cylinder diameter equal to 0,7m. We suggested a protocol comprising two experiences to characterize the receiver: one to make sure the receiver is well insulated and the other one, to estimate the temperature profile on the wall in order to generate a database for the improvements of the models. |
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