Analyse des techniques cheminées solaires par différentes méthodes de simulations

Résumé

Les techniques cheminées solaires constituent un élément essentiel dans la plus part des systèmes de thermique solaires à basse température comme le conditionnement d’air (la climatisation) le séchage et/ou la production de l’électricité solaire (les Centrale à Cheminées Solaires CCS. Les techniques cheminées solaires permettent la création d’écoulement d’air à débit et température contrôlés par voie solaire. La maîtrise des outils d’analyse technico-économique des Cheminées Solaires tels que ceux de la simulation énergétique ou thermo-hydrodynamique fera l’essence de ce papier. Il est très important d’avoir une étude théorique simple, néanmoins précise, pour une évaluation de premier ordre des performances et afin de guider le décideur aussi bien que le concepteur et les jeunes chercheurs par la suite vers une meilleure stratégie de choix, de conception et d‘installation. Pour ce faire nous nous somme basé sur les équations de la mécanique des fluides et du transfert de chaleur, pour développer un modèle analytique simple pour prédire les performances et les caractéristiques des centrales à cheminée solaire CCS. Ce modèle s’est avéré très utiles au stade d’une étude de faisabilité. Néanmoins, une étude CFD sur le phénomène de convection libre, laminaire ou turbulente dans des géométries complexes pour la prédiction des caractéristiques du champ thermo-hydrodynamique se voie indispensable dans des situations où on s’intéresse aux phénomènes locaux pour comprendre ou améliorer notre système.
Mots clés: cheminée solaire, thermohydrodynamique, simulation, modèle analytique, CFD, laminaire, turbulent, FVM, FEM, Fluent.