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Stockage de l'énergie thermique

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En général, stocker dé l’énergie consisté à l’emmagasiner pendant une période où elle est abondante ou moins couteuse (solaire, tarifs dé nuit…) pour l’utiliser pendant une période durant laquelle elle est rare ou plus chère.
L’énergie thermique (chaleur ou froid), qui représente la formé la plus dégradée dé l’énergie, occupé aussi une placé importante dans la société moderne. La chaleur ou lé froid peuvent être assez facilement stockés à court terme.

Publié dans : Ingénierie
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Stockage de l'énergie thermique

  1. 1. Stockage de l’énergie thermique ProjetTutoré | 19/06/2017 CAILLETTE,CAMPOS-RUIZ,CHÉNÉ, COUPPOUSSAMY ⎸Tuteur : Mr. MALOYER ⎸GTE 1ère année
  2. 2. Table des matières : Introduction générale Stockage de l’énergie thermique • Définitions • Technologies de stockage thermique › Stockage par chaleur sensible › Stockage par chaleur latente Recherche et développement Conclusion 1
  3. 3. Introduction générale 2 Stockage de l’énergie MÉCANIQUE • barrage • volant d’inertie ELECTROCHIMIQUE & ELECTROSTATIQUE • batteries • piles à combustible • supercondensateur THERMIQUE • chaleur sensible ou chaleur latente • Énergie par absorption CHIMIQUE • Hydrogène
  4. 4. 3 Aux usagers Stockage de l’énergie thermique Différentes technologies de stockage A qui rend-il service ? Sur quoi agit- il ? Dans quel but ? Économie d’énergie, Sécurité, flexibilité etc… Introduction générale
  5. 5. Stockage de l’énergie thermique 4 Le stockage est un élément clé dans la chaîne de production – gestion – utilisation de l’énergie. Les deux méthodes que nous verrons sont : 1. Stockage par chaleur sensible 2. Stockage par chaleur latente
  6. 6. 1. Stockage par chaleur sensible 5 a. Le stockage de chaleur fatale b. Le stockage d’une centrale solaire c. En réservoir sous-terrain dans les aquifères naturels (ATES) d. Dans des roches souterraines (UTES ou BTES)
  7. 7. Définition : Quand un corps est chauffé ou refroidi, l'augmentation ou la diminution de cette température sans changement d'état physique est appelée la chaleur sensible. 6 1. Stockage par chaleur sensible
  8. 8. 1. a) Stockage de chaleur fatale 7 • Énergie perdue par les systèmes en fonctionnement • En moyenne 17% des pertes dans l’industrie But : Valoriser cette énergie en chauffant un fluide caloporteur
  9. 9. Utilisations de cette énergie 8 Pour des températures de 30 °C à 150 °C : On stock dans l’eau • Chauffer des locaux • Eau chaude sanitaire Pour des températures de 150°C à 200°C : On stock dans des sels fondus ou des huiles organiques • Production d’électricité possible TRANSFORMATION Chaleur perdue Chaleur perdue
  10. 10. Comment récupérer cette chaleur ? 9 On utilise des échangeurs : Permettent à deux fluides d’échanger de la chaleur Ici on utilise des échangeurs : liquide/liquide : plaques Gaz/gaz : plaques ou tubes Liquide/gaz : Ailettes
  11. 11. 1. b) Stockage par chaleur sensible dans une centrale solaire thermodynamique 10
  12. 12. 1. b) Stockage par chaleur sensible dans une centrale solaire thermodynamique 11 2 réservoirs de stockage de 16300m3 Réservoir chaud: 386°C Réservoir froid: 292°C Capacité de stockage de 1010 MWhth Temps de décharge: 7,7h Puissance thermique au niveau des échangeurs  Charge: 131MWth  Décharge:119MWth La centrale solaire thermodynamique Andasol 1 (50 MWe installé) en Andalousie, Espagne
  13. 13. 1. c) Stockage en réservoirs souterrains dans les aquifères naturels 12 • C’est un stockage saisonnier • Permet de chauffer en hiver et de refroidir en été • Un stockage naturel ATES : (Aquifer Thermal Energy Storage)
  14. 14. Principe de fonctionnement 13 CHAUD FROID Eau sanitair e Échangeur Eau chaude sanitaire Roche étanche Roche étanche Couche aquifère Les deux fluides ne sont jamais mélangés
  15. 15. 1.d) Le stockage thermique « BTES » 14 BTES : Borehole Thermal energy storage • Strates géologiques composés de terre • BTES convient pour de simples bâtiments et de grands réseaux de chaleurs.
  16. 16. 15
  17. 17. 16 2. Stockage par chaleur latente a. Les bacs à glaces i. Bacs à eau + tubes ii. Réservoir + nodules b. MCP dans les bâtiments
  18. 18. 17 Définition : La chaleur latente (ou enthalpie) de changement d’état d'une masse ou quantité de matière est la quantité d'énergie qu'il faut lui communiquer pour qu'elle passe de l'état initial (solide, liquide ou gazeux) à un autre état . 2. Stockage par chaleur latente
  19. 19. 18 2. a) Les bac à glaces Il s'agit d'un réservoir de glace, disposé en parallèle ou en série avec le circuit d'eau glacée des installations de climatisation.  Accumulation du froid : durant la nuit la réserve de froid profite de la chaleur latente de l'eau ou d'un sel › Principe › Technologies
  20. 20. 19 Batterie 2. a) Les bac à glaces i. Bacs à eau + tubes › Principe › Technologies
  21. 21. 20 a. Les bac à glaces Il y’a alors deux types de déstockages : • par circulation d’un liquide chaud (fusion interne). • par pompage de l’eau à 0 °C mélangée à la glace (fusion externe) › Principe › Technologies Fusion interne :
  22. 22. 21 a. Les bac à glaces › Principe › Technologies Fusion externe : le système à fonte externe Applications industrielles  Puissances de fonte très élevées Les tubes du bac de glace à fonte interne : coûteux
  23. 23. 22 2. a) Les bac à glaces ii. Réservoir + nodules › Principe › Technologies Nodule
  24. 24. 23 2. a) Les bac à glaces ii. Réservoir + nodules › Principe › Technologies Puissance = 300 à 5 000 kWh de stockage
  25. 25. 2. b) Matériaux de changement de phase ( Bâtiments ):
  26. 26. 25
  27. 27. Avantages et inconvénients : Avantages :  Augmente le confort (été, Hiver) en réduisant les surchauffes de température  Diminue les besoins en climatisation en été et réduit la consommation de chauffage en hiver  Facile à installer Inconvénients :  la durabilité dans le temps 26
  28. 28. L’utilisation rentable :  Coût du chauffage : 1600€  Coût de la climatisation : 300€
  29. 29. 28 3. Applications du stockages d’énergie par chaleur latente › Renforcement de réseau de chaleur urbain Problématique : Comment éviter ou reporter les coûts de renforcement réseau en utilisant du stockage distribué? Situation initiale Un opérateur de réseau de chaleur urbain doit augmenter la capacité de fourniture d’énergie du réseau dont la demande de pointe augmente.
  30. 30. 4. Recherche et Développement 29 a. Batterie thermique b. Fluides caloporteurs diphasiques
  31. 31. a. Batterie thermique 30
  32. 32. 31 a. Batterie thermique
  33. 33. 32 b. Fluide caloporteurs diphasique • Ces fluides sont constitués d’une solution grâce à laquelle le transport d’énergie se fait par chaleur sensible • liquides comportant des parties solides en suspension qui peuvent fondre en échangeant de la chaleur latente.
  34. 34. 5. Conclusion 33 — une consommation d’électricité réduite — Éviter les pics de demande d’énergie — la sécurité : en cas de panne il suffit d’un appareillage réduit pour faire fonctionner le déstockage au lieu d’un système comme un groupe électrogène  nécessite plus de recherche et développement

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