Résumé:
L’objectif de ce travail est la modélisation et la simulation de l’effet des paramètres
climatiques et géométriques sur la performance de la centrale à cheminée solaire afin
d’optimiser son efficacité. La centrale à cheminée solaire (CCS) est un système efficace pour
la production d’énergie électrique à partir de l’énergie solaire. La CCS convertit l’énergie
solaire en énergie thermique et indirectement en énergie mécanique/électrique en utilisant
l’air comme un fluide de travail pour entraîner une turbine connectée à un générateur. En
général, une CCS est composée d’une grande serre (collecteur), d’une cheminée et d’une
turbine/génératrice.
Dans le cadre de ces travaux, un modèle semi-empirique et un modèle numérique 2D ont été
développé pour évaluer l’efficacité de la centrale à cheminée solaire à Chlef, en Algérie.
L’air qui s’écoule à travers la cheminée solaire est considéré comme un fluide compressible
contrairement au modèle Boussinesq. Ainsi, la modélisation numérique a été effectuée au
moyen d’équations Reynolds Average Navier-Stokes (RANS) couplées au modèle de
turbulence k-ε. Les paramètres météorologiques utilisés dans cette étude, tels que la
température et le rayonnement solaire, ont été mesurés dans la région de Chlef, en 2018. La
puissance produite à la sortie du CCS, la vitesse de l'air et la température ont été calculées et
comparées aux résultats expérimentaux obtenus à partir du prototype de Manzanares pour
valider le modèle. Le logiciel COMSOL Multiphysics a été utilisé dans cette étude pour
simuler le comportement du flux de l’air dans la centrale à cheminée solaire. Les résultats de
simulation obtenus en utilisant le modèle numérique 2D avec fluide compressible à travers la
cheminée solaire sont plus précis que les résultats obtenus en utilisant le modèle Boussinesq.
Les résultats démontrent que le modèle numérique proposé, dérivé des calculs techniques
fondamentaux, est raisonnablement précis et qu’il peut être appliqué efficacement pour
étudier la performance des centrales à cheminée solaire. L’étude a démontré que les
paramètres géométriques et météorologiques ont un impact très significatif sur l’efficacité de la CCS
