Refroidissement d'un gaz (stockage d'E par air comprimé)

[invite72aee597]

Bonjour,

Je travail sur le stockage d'énergie par air comprimé, et je bute sur un calcul. J'ai assimilé le phénomène de pompage/compression à une compression adiabatique (système fermé). Lors de cette compression, le gaz s'échauffe. Je cherche à modéliser la perte de chaleur du gaz lors de son stockage (dans une cavité en pratique) en fonction du temps (en admettant que la température est la meme en tout point du gaz). J'ai fait quelques recherches et j'ai vu qu'il existait des équation de Newton…

J'en ai également besoin pour ma deuxième étude, qui consiste au stockage de cette chaleur pour la restitué lors de la décompression (compression/décompression adiabatique).

Je suis en L2

Voila, donc si vous pouviez m'éclairer, et donner votre avis sur ces 2 modélisations.

(Au lieu de considérer le milieu extérieur (je n'ai pas vu la thermo en système ouvert) , je fais l'étude pour n moles de gaz, initialement à 1 atm, 20°, 24L/mol, qui subit une compression pour arriver à une pression de 50-70 atm)

Merci

[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenue au forum.
Ce mode de stockage d'énergie avait été étudié lors du premier choc pétrolier en 1973.
Le système à un rendement très réduit à cause du réchauffement et refroidissement adiabatique.
Pour la perte de chaleur il faut que vous imaginiez une cavité de forme adéquate (sphérique, cylindrique, rectangulaire, etc.) faite dans le sol, et utiliser la conductivité thermique du sol.
Mais cette conductivité thermique est très faible. Il suffit de savoir que dans nos contrées 50 cm suffisent à ne jamais avoir du gel. Donc, les pertes thermiques doivent être faibles à moyen terme.

Le calcul du refroidissement par réchauffement de la roche est assez lourd. Car il ne s'agit pas d'une situation stationnaire. À mesure que la roche chauffe, le gradient de température diminue et le transfert de chaleur aussi. Sans parler de la convection dans la cavité, qui ne simplifie pas la situation.
Vous avez les courbes de Heisler qui peuvent vous aider à calculer des géométries simples.

Une compression adiabatique à 70 bars fait monter la température à 736°C. Il faut des sacrés équipements pour compresser et stocker le gaz à cette température. Et aussi pour récupérer l'énergie stockée.
Si c'était une méthode intéressante, elle serait en service. La seule méthode de stockage d'énergie qui est en service (et non comme prototype) est la méthode à deux barrages: un bas et un haut.
Au revoir.

[invite72aee597]

J'ai déjà étudié le système des barrages (Step), mais je souhaite étudié un deuxième système de "stockage d'énergie".

En Allemagne, il existe une centrale qui marche à l'air comprimé. Elle est couplé à une centrale à gaz. Il "économise" ainsi l'énergie nécessaire à la compression de l'air. Sinon il y a le projet ADELE, qui correspond à la compression adiabatique du gaz (du point de vu du système entier, la chaleur de compression est stocké pour etre restitué lors de la décompression).

Je vais faire une étude simplifier, et ne pas prendre en compte l'augmentation de la roche au cours du temps (je crois que c'est au programme de la L3). Je vais aller regarder les courbes dont tu m'a parlé. Merci de ton aide

[invite72aee597]

Je viens de regarder les courbes dont tu m'a parlé, et je n'ai pas compris grand chose (j'ai un peu de mal avec l'anglais )

Je viens de trouver une relation entre la puissance fourni par convection entre une fluide et un solide : P = h S (Tp − Tf ), avec h le coefficient d'échange de surface. Est-ce que cela pourrais servir?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Bonjour.
La convection n'est pas un vrai problème. Si jamais elle l'était, il suffirait de rajouter des ventilateurs pour forcer la circulation de l'air et rendre la température uniforme.
Les courbes sont des solutions de l'équation de la chaleur pour des géométries simples.
Au revoir.