13 avril 2018

Offre de Thèse: Étude expérimentale et numérique d’un procédé de stockage de chaleur innovant intégré dans une centrale solaire thermodynamique


Titre : Étude expérimentale et numérique d’un procédé de stockage de chaleur innovant intégré dans une centrale solaire thermodynamique

 
Durée : 3 ans

 
Description de l’offre :

Le laboratoire PROMES, spécialiste reconnu dans le domaine de la conversion de l’énergie solaire à concentration, recherche un doctorant ayant des compétences dans les domaines suivants: thermodynamique, génie énergétique, génie thermique, génie des procédés, modélisation numérique, transferts de chaleur.
Le travail de thèse proposé ici est financé par un projet ANR appelé OPTICLINE. Le contexte de travail pour le doctorant est donc très positif. Le doctorant sera amené à travailler en équipe avec les partenaires du projet (un laboratoire de Nantes, une start-up et une entreprise) et sera confronté à la problématique « gestion de projet » (rédaction de livrables, réunion d’avancement, etc...)

Contexte scientifique et sujet :

Comme les autres technologies liées aux énergies renouvelables, le solaire à concentration souffre des problèmes liés à l’intermittence de la ressource. Cette dernière peut être gérée grâce à l’utilisation d’un système de stockage de chaleur, actuellement trop onéreux. La technologie de stockage thermocline est une solution prometteuse qui réduirait le coût du stockage thermique dans les centrales solaires de ce type.

En effet, il est théoriquement possible de stocker la même quantité d’énergie avec une seule cuve de ce type qu’avec les deux cuves généralement utilisées dans les centrales solaires. De plus, une partie du coûteux fluide de transfert peut être remplacée par des matériaux solides bon marché.

Ce travail de thèse a pour but d’améliorer les performances et la compréhension de ce type de ce système .Cela passe par l’expérimentation et l’étude théorique d’une mini boucle solaire cylindro-parabolique intégrant un stockage thermocline.

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Photos de la mini boucle solaire cylindro parabolique et du four solaire d’Odeillo

Ce prototype unique au monde (appelé Microsol-R) est constitué, de collecteurs cylindro-paraboliques d’une longueur totale de 36 m, d’un stockage de type thermocline, d’un générateur de vapeur et d’un groupe de puissance de type cycle organique de Rankine (ORC) d’une puissance électrique de 15 kWe.

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Schéma de principe du prototype Microsol-R

L’objectif du travail proposé est multiple :

  • Qualifier les performances du stockage thermocline rempli d’un matériau de garnissage issu de la vitrification de déchets et le comparer au cas d’un matériau de garnissage de référence (cf photo ci-dessous, à droite) ;
  • Tester et qualifier l’influence du distributeur fluide sur les performances du système de stockage (schéma de gauche)
  • Optimiser l’intégration du système de stockage et les conditions opératoires pour améliorer la performance globale de la centrale solaire

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Schéma de principe de l’optimisation de l’injection fluide (à gauche) et photo du matériau de garnissage de référence (billes d’alumine, à droite)

  

Contact et encadrement :

Quentin Falcoz : ;

Gilles Flamant :

Pierre Neveu :