Dimensionnement d'un centrale solaire

[inviteb138b967]

Bonjour, je voudrais essayer de dimensionner une centrale solaire, mais j'ai quelques difficultés car c'est la première fois que je vois un tel système.

Tout d'abord je voudrais utiliser des miroir Fresnel avec des tubes récepteurs, pour chauffer un fluide caloporteur. J'utiliserai un cycle de Rankine.
Je sais que l'ensoleillement direct annuel est de environ 2600 kWh par m^2.
Et ma centrale doit être de 20 MW électriques nets pour injecter sur le réseau.

Je voudrai connaitre pour commencer la surface de miroir à utiliser et la longueur totale des tubes récepteurs.

Je ne sais pas trop comment m'y prendre...

merci pour quelques indications
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[f6bes]

Bjr à toi,
Et on t'a confié un tel projet ??
Hum...je suppose que c'est sur l'année (.. l'ensoleillement direct annuel est de environ 2600 kWh par m^2...) et c'est une moyene.
MAIS entre l'hiver et l'été tu risques d'avoir de sacrés écarts et je vois mal comment tu vas tenir tes...20MW en hiver.
C'est donc le cas le plus défavorable que tu dois choisir.

C'est un cas d'école ( exercice) ou un projet..réel ?

Bonne soirée

[inviteb138b967]

bonsoir,

Non ce n'est pas un projet réel mais un cas d'école. On doit faire un dimensionnement crédible aussi bien au niveau technologique que économique.
Mais nous avons très peu de données ce qui rend la chose assez dur bien que ça soit comme ça en réalité.

C'est dans une zone aride, donc l'hiver n'est pas vraiment un problème.
La seul donnée météorologique est le 2600 kWh par m^2 sur l'année bien sûr.
D'après ce que j'ai pu lire, je peux dire que rendement nominal miroirs et thermique est de l'ordre de 70%, Alternateur : 97%

La température de fonctionnement pour un concentrateur Fresnel est de 270-550°C donc je pourrai prendre de l'huile thermique, de l'eau ou même de la vapeur pour évéviter un échangeur comme fluide caloporteur.
Ensuite je pensais utiliser un cycle classique de Rankine.

La difficulté maintenant est de déterminer la surface de miroir et les espacements.... pour répondre au besoin. Une fois que j'aurais déterminer cela et la température/pression du fluide caloporteur, le reste n'est pas trop dur.

Peut être que je pourrai partir des 2600 kWh/m2 annuel puis diviser par le fonctionnement annuel, j'aurai ensuite des kW/m2, je peux en déduire la puissance thermique transmise au récepteur selon la surface des miroirs mais je vois pas comment trouver la surface pour avoir les 20MW...

merci pour votre aide

[inviteb138b967]

Bonsoir,

En y réfléchissant, je pense plutôt utiliser comme fluide caloporteur de l'eau et grave aux miroirs de Fresnel, obtenir de la vapeur saturante surchauffé pour ensuite aller directement dans la turbine à vapeur avant de passer dans un condensateur et refaire le cycle. Je considère toujours un cycle de Rankine.

Cependant j'ai toujours des difficultés pour dimensionner les différentes parties.

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

r.
D'après ce que j'ai pu lire, je peux dire que rendement nominal miroirs et thermique est de l'ordre de 70%, Alternateur : 97%

La difficulté maintenant est de déterminer la surface de miroir et les espacements....
Peut être que je pourrai partir des 2600 kWh/m2 annuel puis diviser par le fonctionnement annuel, j'aurai ensuite des kW/m2, je peux en déduire la puissance thermique transmise au récepteur selon la surface des miroirs mais je vois pas comment trouver la surface pour avoir les 20MW...

e

REmoi,
Si l'on reste dans des hypothéses SIMPLES:
tu connais la puissance à obtenir;va falloir tout de meme choisir sur quelle durée.
Une puissance kw (20 Mw) , c'est pas une énergie (puissance x fois un temps) kWh ou Mwh

De nuit il n'y a pas de production.
Donc combien d'heure en MOYENNE par jour et ce sur TOUTE l'année ?


Ca va te donner une QUANTITE d'énergie (kwh...ou autres...au choix).
Tu connais l'énergie d'UN m2 sur l'année.
Un petite division pour avoir une SURFACE.
T'y rajoutes les rendements et t'as ta surface TOTALE.

Je ne vois pas ce que vienne faire là dedans ...l'espacement des panneaux ?

Que ton fluide soit à n'importe quelle température on s'en fout ..royalement.. PUISQUE l'énergie de base est IMPOSEE (données météo)

C'est du niveau ...collége.
Bonne journée

[FC05]

Que ton fluide soit à n'importe quelle température on s'en fout ..royalement.. PUISQUE l'énergie de base est IMPOSEE (données météo)

Tu veux dire que la température du fluide ne va pas influencer le rendement du cycle Rankine ?????

Sinon, je suis d'accord les 20 MW ne veulent rien dire par rapport à la donnée de 2600 kWh/(an.m²).

[Boumako]

Bonsoir,

En y réfléchissant, je pense plutôt utiliser comme fluide caloporteur de l'eau et grave aux miroirs de Fresnel, obtenir de la vapeur saturante surchauffé pour ensuite aller directement dans la turbine à vapeur avant de passer dans un condensateur et refaire le cycle. Je considère toujours un cycle de Rankine.

Cependant j'ai toujours des difficultés pour dimensionner les différentes parties.

Bonjour

Ce n'est pas une bonne idée, car il est plus difficile de surchauffer la vapeur directement par des concentrateurs, en plus d'apporter de nouvelles contraintes matérielles (pression du circuit). Ce n'est pas pour rien que les centrales solaires utilisent un fluide caloporteur intermédiaire.

Sinon, je suis d'accord les 20 MW ne veulent rien dire par rapport à la donnée de 2600 kWh/(an.m2).

Je ne suis pas d'accord, c'est une donnée sommaire, mais elle permet d'avoir un point de départ pour dimensionner, il pourra ensuite éventuellement ajuster avec des données plus précises.

[FC05]

Je ne suis pas d'accord, c'est une donnée sommaire, mais elle permet d'avoir un point de départ pour dimensionner, il pourra ensuite éventuellement ajuster avec des données plus précises.

20 MW, c'est max ? c'est moyen ? C'est combien d'heures par jours ? C'est avec quelles conditions d'ensoleillement (i.e je dois pouvoir les produire même avec un ciel légèrement voilé) ?

Les questions que je pose donnent à la louche un facteur qui dépasse le 10 dans la surface à utiliser. En je pense qu'il en reste d'autres ...
Alors c'est plus du dimensionnement, à ce niveau c'est un job pour ... Mme Soleil.

[Boumako]

Lorsqu'on annonce une puissance on parle de puissance moyenne en marche, donc il suffit de faire une simple division.
Tu poses un problème qui n'en est pas un, car il est impossible d'obtenir 20MW en continu, quelle que soit la surface utilisée.

[f6bes]

20 MW, c'est max ? c'est moyen ? C'est combien d'heures par jours ?

Bjr à toi ,
Par principe une puissance c'est à TOUT instant!
Effectivement RIEN n'est précisé sur la durée d'obtention de cette puissance qui serait donc "traduite" par 20 MW par ...(heure, jour.....ect.)Va t'en savoir ?
Bon WE

[Boumako]

20MW à tout instant pour une centrale solaire, ça ne te semble pas incohérent ?