LES DIFFÉRENTES ENERGIES SOLAIRES : thermo-électrique POURQUOI LES ÉNERGIES RENOUVELABLES? PROBLEMATIQUE ÉNERGIE SOLAIRE-THERMIQUE 3.1-DÉFINITION 3.2-CONVERSION ET CONCENTRATION 3.3- TYPES DE COLLECTEURS DE CONCENTRATION CONCLUSIONS Biscarri Sara, Campos Ana, García-López Miguel, Garcia Guillermo

Pourquoi les énergies renouvelables? Pollution Déchets Effet de serre Changement climatique Dégel des glaces de l'Arctique Destruction de la couche d’ozone …

L’effet de serre DEFINITION: Phénomène thermique bien connu sur les planètes comme la Terre où le bilan énergétique fait entre la radiation reçue du soleil et celle émise par la Terre est positif. LES GAZ À EFFET DE SERRE CHANGEMENT CLIMATIQUE

La Couche d‘Ozone Stratosphère Troposphère

ÉNERGIE RENOUVELABLES ÉNERGIE SOLAIRE Biomasse ÉNERGIE RENOUVELABLES Énergie éolienne Énergie géothermique Énergie hydraulique

Pourquoi l’énergie solaire? Calcul de l'énergie solaire reçue sur Terre Réflexion de 30% Moyenne puissance reçue à la terre Puissance émise par la surface du soleil Avec 30% de rélexion

Le Soleil PARAMÈTRES CARACTERISTIQUES DU SOLEIL Masse (kg)  1,989 1030 Masse (Terre = 1) 332 946 Rayon équatorial (km) 696 000 Rayon équatorial (Terre = 1) 109,12 densité moyenne (g/cm3) 1,41 Période de rotation (en jours)     au pôle en surface : 36  à l'équateur en surface : 25   à l'intérieur partout : 27 Vitesse de libération (km/sec) 618 Luminosité (ergs/sec) 3,827 1033 Magnitude (V) -26,8 Température à la surface 5800 K Age (milliards d'années) 4,5 Le soleil a un comportement semblable à un réacteur nucléaire, il perd de la masse et la transforme en énergie suivant cette formule: E=m.c2 L’énergie produite à l’interieur du soleil est transferée en étapes succesives: radiation, conversion, émissions et absorptions

Exergie Utilisé pour décrire la partie de l'énergie qui peut être transformée en travail mécanique dans un processus parfaitement réversible Le soleil peut être consideré comme un corp noir qui émet de l’énegie à 5762K.

Formes d'utilisation de l'énergie solaire Héliothermique : profite de la radiation thermique telle quelle, pour produire des foyers calorifiques. Photovoltaïque : profite de quelques photons suffisamment énergétiques pour créer égaux électron/cavité dans un semi-conducteur et produire ainsi un courant électrique.

Héliothermique Composants de la radiation totale: Radiation directe : elle arrive à la surface terrestre sans avoir souffert des changements dans son parcours. Radiation diffuse : elle arrive à la surface terrestre après des processus de dispersion par l'atmosphère. Radiation d'albédo : composant solaire de la radiation du sol.

Raison de concentration Eléments d’un collecteur de concentration: Récepteur: élément du système où la radiation est absorbée et transformée en un autre type d’énergie. Concentrateur: système optique qui dirige la radiation directe vers le récepteur. Récepteur Concentrateur

Schéma base d’une centrale thermoélectrique σ absorbance Є émittance de l'absorbeur τ transmitance C facteur de concentration G irradiance Gains dans le récepteur Gains dus à la couverture (Tc) Pertes par rayonnement Pertes par convection

Types de capteurs solaires selon la température: Basses températures(< 100 ºC) : capteur solaire plan Températures moyennes (> 100 ºC, < 300 ºC) : collecteur concentrateur parabolique Températures élevées(> 300 ºC) : centrale à tour Centrale à capteurs paraboloïdes

CAPTEUR SOLAIRE PLAN Applications: Basses températures -eau chaude -chauffage -séchage de fruits et de céréales Basses températures Statique Énergie directe et diffuse 15

COLLECTEUR CONCENTRATEUR PARABOLIQUE Températures moyennes Radiation solaire directe Pas statique Cicle Rankine Expériences reélles: SEGS, California (Solar Electricity Generating Systems) CIEMAT, Almería

Radiation solaire directe FLUIDE DE TRAVAIL CONDENSATEUR T>200ºC huiles synthétiques T<200ºC eau déminéralisée TURBINE-ALTERNATEUR VAPEUR SURCHAUFFÉE ÉCHANGEUR ÉLECTRICITÉ

CENTRALE À TOUR Températures élevées Tour centrale : H=f(Surf, latitude…) Pas Statique

RADIATION SOLAIRE DIRECTE TOUR CENTRALE: FLUIDE DE TRAVAIL RADIATION SOLAIRE DIRECTE Eau Sels fondus Air T , η Expériences reélles: -CIEMAT, Almería -Solar two, USA(10MW) -PS10, Sevilla(11MW) (première tour commerciale du monde) HELOISTATE (GUIDAGE AUTOMATIQUE) 19

CENTRALE À CAPTEURS PARABOLOÏDES températures élevées Géométrie paraboloïde Guidage double Moteur Stirling 5-25 MW Expériences réelles: -USA -PSA, Almería

ÉNERGIE ÉOLIENNE-SOLAIRE EFFET CYCLONE TURBINE T:AIR ASCENDANT EFFET DE SERRE Expériences reélles: -Manzanares (Espagne) 195m 50KW -Australie 1000m 200MW -Fuente el Fresno (Espagne)750M 40MW 21

Conclusions Technologies suffisamment développées Améliorer une situation législative Investissement dans des premiers projets Faciliter l'hybridation des systèmes pour favoriser leur utilisation

Solaire thermique

MERCI POUR VOTRE ATTENTION Pour en savoir plus: http://www.apricus-solar.com/index.htm http://www.thermomax.com/ http://www.salvadorescoda.com http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/reflection/specular/index.html http://sel.me.wisc.edu/ http://www.psa.es/ http://www.shec-labs.com/