Inter-seasonal solar energy storage for buildings by absorption - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Inter-seasonal solar energy storage for buildings by absorption

STOCKAGE INTER-SAISONNIER D'ENERGIE SOLAIRE POUR L'HABITAT PAR ABSORPTION

Hui Liu

Résumé

An innovative concept of seasonal storage of solar energy for house heating by absorption is developed in this thesis. The process is introduced and described. The study of the storage capacity, the efficiency, the operating pressure, the temperature need for solar energy, the possible temperature for house heating, the material security and the material economy of seven absorption couples: CaCl2/H2O, Glycerin/H2O, KOH/H2O, LiBr/H2O, LiCl/H2O, NaOH/H2O and H2O/NH3 is performed by a static simulation. A prototype of demonstration of the feasibility of the concept with the absorption couple CaCl2/H2O is designed, dimensioned and built. It has been optimized, in order to minimize the number of components of the system. Experimentations are carried out at different operating conditions. The thermodynamic performances and the problems of the prototype are analyzed. As the experimental results are influenced by several factors such as the presence of the air in the system (especially for the absorption phase), the precision of the sensors and some human factors during the operation, for a better understanding of the process, a dynamic simulation is developed to represent the prototype. The optimal functioning of the prototype is thus studied through the dynamic simulation. A global annual dynamic simulation is performed in order to obtain the annual performance of the seasonal storage system in a building. Models of the storage system, of a solar collector, a building and weather conditions are used. The characteristics such as the pressure, the temperature, the mass, the mass fraction, the power, the efficiency, the storage capacity etc. of the storage system are presented and analyzed.
Un nouveau concept de stockage inter-saisonnier par absorption de l'énergie solaire pour l'habitat est développé dans cette thèse. Le processus est présenté et décrit. L'étude de la capacité de stockage, du rendement, de la pression de fonctionnement, du besoin de température pour l'énergie solaire, de la température possible pour le chauffage du bâtiment, des critères de sécurité et du coût des matériaux de sept couples d'absorption: CaCl2/H2O, Glycérine/H2O, KOH/H2O, LiBr/H2O, LiCl/H2O, NaOH/H2O et H2O/NH3 est effectuée à l'aide d'une simulation statique. Un prototype de démonstration de la faisabilité de ce concept innovant avec le couple CaCl2/H2O a été conçu, dimensionné et construit. Il est issu d'une optimisation minimisant le nombre de composants du système. Des expérimentations ont été effectuées à différentes conditions de fonctionnement. Les performances thermodynamiques et les différents problèmes du prototype sont analysés. Comme les résultats expérimentaux sont influencés par plusieurs facteurs tels que la présence d'air dans le système (en particulier pour la phase d'absorption), la précision des capteurs et des facteurs humains lors de l'opération, pour une meilleure compréhension du processus, une simulation dynamique est développée. Le fonctionnement optimal du prototype est alors étudié. Une simulation globale annuelle est effectuée afin d'étudier le fonctionnement annuel du système de stockage inter-saisonnier en lien avec un système solaire et un bâtiment. Les modèles du système de stockage, d'un capteur solaire, d'un bâtiment et des conditions météorologiques sont couplés. Les caractéristiques : pressions, températures, masses, fractions massiques, puissances échangées, rendements, capacités de stockage, etc. du système de stockage sont présentés et analysés.
Fichier principal
Vignette du fichier
V14-These_LIU_final.pdf (11.06 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-00574180 , version 1 (07-03-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00574180 , version 1

Citer

Hui Liu. Inter-seasonal solar energy storage for buildings by absorption. Electric power. Université de Savoie, 2010. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00574180⟩
636 Consultations
906 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More