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[ES] Este documento presenta una propuesta de extensión del sistema híbrido de energía de la estación polar francesa Dumont D'Urville, con el fin de lograr el objetivo establecido por el Instituto Polar Francés (IPEV) de tener una producción renovable capaz de cubrir un mínimo del 30% de la demanda energética. Con este objetivo se llevó a cabo un estudio de las soluciones energéticas adoptadas en otras estaciones antárticas, se realizó un diagnostico energético de la base, se evaluó el potencial renovable y finalmente se compararon diferentes topologías de sistemas híbridos de energía mediante el uso del software HOMER Energy. Como resultado principal, se propondrá una matriz híbrida de energía eólica-diésel, con el uso actual de la cogeneración, cumpliendo los objetivos del Instituto Polar Francés, además de establecer recomendaciones para futuros proyectos de expansión., [EN] This paper presents a study proposal of the extension and optimization of the hybrid energy matrix for the French polar station Dumont D¿Urville, in order to achieve the objective established by the French Polar Institute (IPEV) of having a renewable production that cover at least 30% of the energetic demand. It was conducted a review of energy solutions adopted in other Antarctic stations, the energy diagnosis of Dumont D¿Urville, the potential of local energy surveys and the analysis of hybrid energy matrices topologies by using the software HOMER Energy. The study of local energy resources assessed the potential of wind and solar energy. As a main result, it is proposed a hybrid Diesel-Wind energy matrix, with the existing use of cogeneration, which will meet the objectives of the French Polar Institute, also establishing recommendations for future expansion projects.

L'article presente un modele de simulation numerique du concentrateur d'une centrale solaire forme d'un champ d'heliostats et d'une tour. En mettant l'accent sur l'evaluation du bilan energetique et sur l'estimation du flux incident a la chaudiere, une strategie de synthese du champ d'heliostats est proposee a partir de ce modele.

L'article rappelle la limite imposée à la concentration optique par le second principe de la thermodynamique et la relation de Clausius, et avance que les optiques instrumentales propres à approcher au mieux et le plus aisément cette limite sont des miroirs coniques ou pyramidaux particuliers. Une application à un projet de centrale solaire à champ d'héliostats est examinée en vue de projets ultérieurs. Des données détaillées sont exposées concernant le calcul pondéré des flux élémentaires cheminant dans un miroir conique et l'évaluation des pertes subies du fait des réflexions internes. Des informations technologiques sur les matériaux propres à assurer un grand coefficient de réflexion à des températures élevées et dans des conditions pratiques d'utilisation de longue durée à l'air libre complètent cette contribution.

Dans cet article on passe en revue les differentes methodes d'elaboration des cellules solaires terrestres a base de silicium (sans concentration lumineuse). En partant des methodes actuelles d'elaboration du silicium et des jonctions, on analyse les progres possibles. Puis, l'accent est mis sur les voies nouvelles explorees actuellement pour l'obtention de silicium mono ou polycristallin en couches minces. Puis, on s'interesse aux differents procedes, non conventionnels, mis en oeuvre pour la realisation de la barriere de potentiel.

On propose un procédé de valorisation de déchets de bois par pyrolyse flash grâce à l'énergie solaire concentrée. Une étude expérimentale est effectuée entre 700 et 1 000 °C avec de la sciure de pin Douglas au four électrique et au four à image dans des conditions voisines d'un concentrateur solaire. Il est possible, dans ces conditions, de produire avec des rendements atteignant 80 %, des mélanges gazeux riches en carbone monoxyde et hydrogène avec des proportions non négligeables d'hydrocarbures légers. On discute de l'intérêt du gaz sur les plans chimique et énergétique.

Les murs Trombe sans thermocirculation (murs classiques de béton ou murs d'eau formés de réservoirs empilés ou cylindriques verticaux) sont maintenant très répandus dans l'habitat solaire passif, en particulier aux U.S.A. L'idée de réduire la taille de ces murs tout en améliorant leur comportement thermique s'est concrétisée avec la mise au point récente de matériaux à changement de phase fiables. Des études théoriques et expérimentales faites dans une optique d'intégration de l'un d'entre eux, le chlorure de calcium hexahydraté, dans ce type de mur, conduisent à une meilleure appréhension du fonctionnement de cette paroi isotherme, et mettent en évidence un gain de 10 % environ sur l'économie d'énergie réalisable et une réduction par un facteur 6 de la masse du stockage. Enfin, une étude de sensibilité montre comment varie cette économie avec la température de fusion et la chaleur latente massique du matériau.

Optimiser une commande ne signifie pas autre chose que chercher a gerer une ressource le plus efficacement possible. Le role de l'Automatique consiste a proposer des moyens generaux (la theorie) et des procedures specifiques (les applications) aptes a ameliorer les performances des systemes par une maitrise accrue des phenomenes dont ils sont le siege. Decrire tout dispositif comme un systeme et non comme la juxtaposition d'elements, rechercher plus specifiquement un modele des relations en grandeurs d'entrees et de sorties, voila ce dont cette etude est redevable a l'Automatique. Optimiser en regime permanent la commande d'un chauffage solaire (ou d'un processus analogue) passe donc par l'acquisition de la maitrise informatique des transferts thermiques dans l'installation. A partir de ce constat elementaire on expose le cheminement analytique qui, par l'intermediaire de la construction d'un modele d'echange universel en variables reduites, mene a la resolution du probleme pose avec de petits moyens de calcul. L'enjeu de l'operation (les gains escomptables) est illustre des l'introduction au moyen d'un exemple chiffre et les resultats obtenus confirment que l'exemple choisi n'est pas une exception. Enfin on presente quelques applications, autres que la seule regulation du chauffage, de ces outils de modelisation et de commande : commandes optimales statique et dynamique, dimensionnement d'une installation.

L'intégration du système solaire, en façade nord interne au moyen d'un patio, permet à la maison de Grimaud de conserver un style provençal. L'adaptation d'un stockage thermique à chaleur latente de fusion constitue une expérience originale en Europe. Le chauffage de la maison est réalisé par un flux d'air traversant une double serre. L'appoint est fourni par deux pompes à chaleur. La couverture solaire des besoins est d'environ 70 % et sera portée à 75 % par amélioration du système thermique.

Nous présentons les résultats d'une analyse thermodynamique des machines quadrithermes à simple effet ainsi que les résultats des calculs des performances de machines utilisant des cycles intermittents à adsorption solide pour la réfrigération solaire. L'influence des différents paramètres est discutée et une comparaison avec le cycle LiBr-eau est effectuée.

Nous avons envisagé l'utilisation de l'enthalpie de fusion de mélanges eutectiques de sels fondus pour le stockage thermique de l'énergie. Un calcul thermodynamique simple a été établi : il permet d'évaluer l'enthalpie de fusion à partir de la connaissance des variations d'enthalpie des corps purs. Nous avons ainsi déterminé les enthalpies de fusion d'une quarantaine de mélanges eutectiques binaires et ternaires de sels fondus.

Cet expose concerne les centrales a convertisseurs distribues de l'energie solaire en chaleur ; ainsi, le reseau de transfert thermique, capteurs-unite de production energetique, fait, une fois defini, l'objet d'une optimisation. La demarche de calcul proposee est, a cet effet, appliquee a des centrales qui seraient composees d'heliostats de type THEK (4 a 100 000) implantes sur un site meteorologiquement comparable a celui de Carpentras. La predetermination du positionnement des capteurs resulte, tout d'abord, de l'etude des effets d'ombre portee. Les differentes pertes energetiques et le cout du reseau de connexion sont ensuite formulees en fonction des dimensions caracteristiques du systeme. En dernier lieu, un bilan physico-economique conduit a des graphes permettant, pour tout type d'exploitation, l'optimisation du reseau de transfert thermique des centrales etudiees. La methode mise au point est utilisee pour des unites de divers dimensionnements et trois exploitations de nature differente : production de chaleur, d'electricite, d'energie totale. On precise, de plus, les performances de ces centrales, et l'on evalue leur dimensionnement optimal et maximal.

L'étude proposée concerne les éléments de conception de la grille de collecte des cellules solaires au silicium sous concentration. Tenant compte à la fois des pertes par conduction et du taux d'ombre, elle fait apparaître que le dessin de la grille la plus performante est constitué d'éléments rectilignes. A titre d'exemple d'application, la réalisation et l'expérimentation d'un générateur photovoltaïque à concentration a donné lieu à une évaluation technico-économique qui précise les perspectives de cette filière.

Le cyclone, bien connu comme séparateur centrifuge peut être valablement utilisé comme réacteur chimique gaz-solide. Des premières expériences faites sur un cyclone du type standard chauffé à 1 323 K au foyer d'un four à image soulignent la bonne efficacité du transfert de chaleur entre ses parois et le gaz qui le traverse. On montre, dans un deuxième temps, que les informations recueillies à la suite de la mise en œuvre en continu de la pyrolyse flash de sciure de bois à 1 143 K sont tout à fait en accord avec celles issues d'autres expériences effectuées dans des conditions fort différentes. Cette réaction ainsi que toute autre réaction gaz-solide endothermique pourraient être mises en œuvre à une plus large échelle dans ce nouveau type de réacteur grâce à l'utilisation de l'énergie solaire concentrée.

Un caloduc a été étudié en vue d'une application solaire. Ce caloduc sera placé ultérieurement au foyer d'un miroir. Pour rendre le fonctionnement du caloduc indépendant de son inclinaison et par conséquent de la pesanteur, on construit un caloduc de substance poreuse active. Cette substance poreuse active serait capable de pomper à travers elle-même, en position verticale, c'est-à-dire l'évaporateur se trouvant en haut et le condenseur en bas, une quantité de fluide par unité de temps importante en comparaison avec une substance poreuse inactive et de mêmes propriétés. On a étudié alors expérimentalement un caloduc de dimensions réduites, dont le diamètre extérieur était de 60 mm et la longueur de 267 mm. On a choisi comme substance poreuse du caloduc le gypse, parce qu'il se décompose reversiblement dans une région de température donnée, avec l'eau comme fluide caloporteur. Cette décomposition est suivie par la libération de l'eau moléculaire, qui prend part au processus de transport de la chaleur à l'intérieur du caloduc, et par la modification de la structure poreuse. On a étudié les propriétés du caloduc en régime permanent sous différents régimes de chauffage et diverses inclinaisons. On a étudié l'influence de la quantité de l'eau à l'intérieur du caloduc sur le rendement de celui-ci. On a étudié la distribution de la température axiale en fonction de l'inclinaison et de la puissance fournie. On remarque qu'il existe des optimums de fonctionnement. Par ailleurs on a étudié le rendement du caloduc en régime transitoire. En régime transitoire la valeur du rendement subit une fluctuation importante à cause de l'évaporation de l'eau enfermée dans les pores et à cause de la modification de la structure poreuse de l'évaporateur.

On cherche à corréler les résultats numériques du flux de chaleur obtenus en résolvant, par une méthode aux différences finies de haute précision, les équations qui décrivent le mouvement de convection naturelle laminaire dans une cavité inclinée, différentiellement chauffée. Après une étude critique des corrélations déjà proposées dans la littérature, la loi simple suivante : Nu = ARaa l-b exprimant le nombre de Nusselt en fonction des principaux paramètres du problème, a été retenue. L'expression des coefficients A, a et b, pour différents angles d'inclinaison αc < α < 120° où l'écoulement est bidimensionnel, a été proposée dans le cas du régime de couche limite.

Partant du principe qu'un chauffage d'appoint est necessaire a tout chauffage climatique, l'optimum financier pour l'usager doit tenir compte des specificites propres aux deux systemes. Cet optimum est ici recherche pour le cas d'un appoint electrique. Differentes solutions economiques et interessantes sont discutees. Une realisation en cours, basee sur l'une d'entre elles est finalement decrite.

On examine l'influence des facteurs climatiques : Global, température ambiante, vent et de la géométrie d'un insolateur : nombre de vitres, sur la température d'équilibre atteinte par le récepteur. On tient compte dans les calculs des rayonnements : Global et terrestre, de la convection interne, de la convection externe libre et forcée.

On etudie les principaux caracteres du comportement d'un reservoir de stockage d'energie couple a une centrale solaire a production journaliere stochastique. Un processus de Markov de 1 er ordre, lie a la duree relative d'insolation, introduit les necessaires correlations de production entre jours successifs, la distribution de production journaliere etant differente selon que l'on considere un jour de beau temps ou de mauvais temps. L'efficacite de stockage, c'est-a-dire le taux de couverture de la demande par la centrale, est calculee dans diverses conditions pour un climat typique du sud de la France.

La production d'hydrogene au moyen d'un cycle thermo-electrochimique est envisagee. L'energie solaire est utilisee pour decomposer MgSO4 en MgO, SO2 et O2. Un appoint d'electricite permet de realiser l'oxydation electrochimique des sulfites en sulfates avec production d'hydrogene sous une difference de potentiel bien inferieure a celle necessitee par l'electrolyse classique. Un schema d'installation est propose. La faisabilite des differentes etapes elementaires du cycle est demontree.

On examine les possibilités de réfrigération solaire par utilisation de capteurs plans associés à un bouilleur contenant un mélange binaire NH 3, H2O ou NH3, NaSCN. On montre, à partir des diagrammes 1/T, Log P qu'en zone tropicale, l'absorption sèche (CaCl2, 8 NH3) semble la solution la meilleure.

Il a ete recherche une formulation analytique approchee du coefficient de performance des refrigerateurs solaires a adsorption solide, en fonction des caracteristiques physico-chimiques du couple d'adsorption et des conditions d'utilisation. Cette formule facilitera la recherche des meilleurs couples permettant de satisfaire un probleme frigorifique donne dans des conditions optima. Un exemple de discussion a ete fait entre les couples zeolithe 13 x-eau et gel de silice-eau.

Les données enregistrées pendant le mois de juillet 1977 à Saint-Chamas au pas de temps de la minute sont comparées aux résultats de simulation sur ordinateur obtenus à partir des trois schémas suivants : 1) Modèle à chaîne de Markov à deux états journaliers et à tout ou rien pour l'éclairement direct (soleil/passages nuageux) ; 2) Modèle à chaîne de Markov à trois états journaliers et à tout ou rien pour l'éclairement ; 3) Modèle à chaîne de Markov à deux états journaliers et à éclairement simulé d'après les histogrammes empiriques. Ce dernier schéma est nettement plus satisfaisant que les deux premiers et pourrait convenir pour les applications pratiques de prédiction du comportement de systèmes solaires à faible inertie.

Les auteurs calculent numériquement les répartitions de température d'un gaz circulant en convection forcée à travers une cavité poreuse soumise à un rayonnement solaire concentré. Ils étudient l'influence des divers paramètres du système et comparent ses performances énergétiques à celles obtenues par le dispositif étudié par G. Olalde, M. Daguenet et J. L. Peube.

L'exploitation rationnelle de l'energie solaire necessite le stockage d'une partie de la chaleur produite aux heures d'ensoleillement pour pouvoir la restituer aux heures de consommation, ou tout au moins pour assurer la continuite du fonctionnement pendant les passages nuageux. Les sels fondus et en particulier le H.T.S. (Heat Transfer Salt) apparaissent comme les meilleurs fluides de stockage thermique. En effet, ils permettent un stockage d'une grande densite pour un faible cout et beneficient de pres de 50 ans d'experience industrielle. Apres un rappel des proprietes essentielles de ces milieux nous aborderons les problemes specifiques du H.T.S. : degradation, corrosion, technologie et securite.

On présente une méthode d'optimisation de la conception technique des champs de réflecteurs des centrales électrosolaires ainsi qu'une application de celle-ci à l'effet de taille des champs. On distingue deux caractéristiques des champs de réflecteurs : la forme et la répartition des réflecteurs dans cette forme. La répartition des réflecteurs dans le champ est essentiellement guidée par les phénomènes d'orientation (effet cosinus), les ombres et la technologie des réflecteurs qui imposent leur limitation à la réalisation d'un optimum théorique. Si les pertes du récepteur (rayonnement infrarouge, convection, absorptivité, etc...) sont négligeables, la forme du champ (pour un terrain et une tour donnés) ne dépend que de la surface de réflecteur à installer (en plus des facteurs concernant la répartition). Dans le cas contraire, la forme du champ est très dépendante de l'orientation de la surface de captation du flux réfléchi par le champ et de façon prépondérante par rapport aux autres facteurs.

2014 This paper deals with a comparison between the global solar radiations in Lyon and in Mâcon (France) for the year 1978. They were found very near and fitted by classical formulas. New formulas were established giving power and global energy versus time for typical clear days in a cloudless sky and they represent the experimental results correctly. Revue Phys. Appl. 15 (1980) 103-112 FEVRIER 1980, PAGE Classification Physics Abstracts 93.40 La station meteorologique de Mâcon effectue, depuis une dizaine d’annees, des releves du rayonnement solaire global. Par contre, la station de LyonBron ne fait pas de telles mesures. Aussi, les avonsnous entreprises depuis le 15 septembre 1977 a l’Universite Lyon I. Au terme d’une campagne d’un an, le probleme s’est pose de comparer les releves de Lyon et de Mâcon afin de voir si les resultats trouves pour Mâcon s’appliquaient a Lyon sans correction notable. En effet, la latitude de Lyon est plus basse que celle de Mâcon, mais l’atmosphere lyonnaise est plus polluee. On peut donc esperer une compensation. Cependant les resultats donnes pour Lyon, ne portant que sur une annee, n’auront qu’une valeur indicative et ce ne sera qu’au bout d’une periode d’au moins cinq ans que l’on pourra envisager de donner des resultats definitifs. Nous avons compare, pour les dix dernieres annees, l’insolation a Lyon et a Mâcon puis essaye de donner une estimation de la nebulosite moyenne annuelle a Mâcon en utilisant les releves de rayonnement global qui y sont effectues. Nous avons tente de verifier a partir de ces releves un certain nombre de formules dont quelques-unes sont classiques et d’autres nouvelles. Les notations utilisees sont conformes a celles preconisees par les cahiers de l’AFEDES et la nomenclature correspondante est donnee en appendice. 1. L’insolation a Lyon et a Mâcon (periode 1970 a 1978 inclus). 1.1 LA MOYENNE ANNUELLE EST : 1 -1934, 2 h pour Mâcon, -1949, 7 h pour Lyon, soit environ 0,8 % de plus en faveur de Lyon, mais une si faible difference ne peut etre significative. 1.2 COMPARAISON ANNEE PAR ANNEE. L’ecart annuel constate reste faible. Il est au maximum de 6,7 % (1830, 5 h a Lyon contre 1706,9 h a Mâcon en 1977). 1. 3 COMPARAISON MOIS PAR MOIS. Les moyennes mensuelles sont tres voisines pendant la belle saison (mai a septembre inclus) mais elles s’ecartent sensiblement pendant le reste de l’annee, specialement en novembre et decembre ou l’insolation moyenne est a Lyon superieure a celle de Mâcon de 7 % et 9 % respectivement. Au cours d’une meme annee, l’ecart des moyennes mensuelles entre Lyon et Mâcon ne depasse pas 10 % pendant la belle saison mais en hiver, elle peut atteindre 35 %. "

Une étude théorique montre que par beau temps l'irradiation journalière est proportionnelle à la somme des trois éclairements aux heures H, H - 3 et H + 3, H voisin du midi solaire. Si on remplace les trois éclairements par les irradiations horaires correspondantes la variation du coefficient de linéarité est négligeable. La validité de la méthode, étendue à des jours quelconques, a pu être vérifiée en comparant les irradiations journalières mesurées à celles estimées à partir de trois irradiations horaires mesurées. Le coefficient de corrélation est égal à 0,94 pour la station d'Abidjan où l'atmosphère est constamment perturbée par les nuages et il est supérieur ou égal à 0,98 pour une vingtaine de stations en France.