Conclusion
La centrale SEGS VI filière de Solar Energy Generating
System, plus grande organisation de production d'énergie solaire au
monde a été choisie comme modèle de simulation pour la
transparence de ses données publiées. La modularité, la
flexibilité et la facilité d'utilisation de « TRNSYS
simulation environnement » nous a orienté à
sélectionner cet outil de simulations météorologiques de
notre pays nous a initié aux technologies des centrales SEGS VI.
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PFE BOUASSIDA Bulel
Résultats et discussions
PFE BOUASSIDA Bulel
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Ce chapitre est consacré à la présentation
et à la discussion des résultats de simulation de la centrale
SEGS VI sous climat tunisien. En outre il présente une étude
paramétrique en fonction de la surface installé et le volume de
stockage souhaité.
La figure III.1 présente le résultat de la
simulation le long d'une année de la puissance produite par la centrale
SEGS VI en mode 100% solaire (sans hybridation) et sans stockage sous les
conditions météorologiques d'un site situé en Tunisie.
Figure III.1 résultat de la simulation le
long d'une année : la puissance produite par la centrale et sans
hybridation
La puissance nominale produite par la centrale est de 32 MW,
dépassant la puissance nominale souhaitée de 2 MW. Ceci
résulte certainement du fait qu'on n'a pas pris compte des pertes en
charge et en chaleur dans la tuyauterie et au sains des différents
composants. Mais on peut toujours constater qu'elle est presque toujours
atteinte pendant l'été, constamment en printemps et en automne,
beaucoup moins en hiver. Cette puissance nominale est nulle pendant la nuit.
La figure III.2 présente le résultat de la
simulation le long d'une année de la puissance produite par la centrale
SEGS VI en mode hybride et sans stockage sous les conditions
météorologiques d'un site situé en Tunisie.
Figure III.2 résultat de la simulation
le long d'une année de la puissance produite par la centrale SEGS VI
avec
hybridation
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PFE BOUASSIDA Bulel
La puissance produite par la centrale en mode 100% solaire est
représentée en bleu, celle de la turbine à gaz est
représentée en rouge.
La figure III.3 présente le résultat de la
simulation le long d'une semaine représentative de l'été
de la puissance produite par la centrale SEGS VI en mode 100% solaire (sans
hybridation) et sans stockage sous les conditions météorologiques
d'un site situé en Tunisie.
Figure III.3 résultat de la simulation le
long d'une semaine d'été de la puissance produite par la centrale
SEGS
VI sans hybridation
On peut remarquer que la puissance nominale est presque atteinte
quotidiennement durant toute la semaine sélectionnée. La nuit
elle est nulle. La durée de production maximale tend vers 8 heures.
La figure III.4 présente le résultat de la
simulation le long une semaine représentative de l'hiver de la puissance
produite par la centrale SEGS VI en mode 100% solaire (sans hybridation) et
sans stockage sous les conditions météorologiques d'un site
situé en Tunisie.
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PFE BOUASSIDA Bulel
Figure III.4 résultat de la simulation
le long d'une semaine d'hiver de la puissance produite par la centrale
SEGS
VI et sans hybridation
On peut remarquer que la puissance nominale n'a jamais
été atteinte durant toute la semaine sélectionnée.
La durée de production maximale tend vers 5 heures.
Les figures III.5 et III.6 présente les
résultats respectifs de la simulation le long d'une semaine
représentative de l'été et de l'hiver de la puissance
produite par la centrale SEGS VI en mode hybride et sans stockage sous les
conditions météorologiques d'un site situé en Tunisie.
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PFE BOUASSIDA Bulel
Figure III.5 résultat de la simulation
le long d'une semaine de l'été de la puissance produite par la
centrale
SEGS VI en mode hybride
Figure III.6 résultat de la simulation
le long d'une semaine de l'hiver de la puissance produite par la
centrale
SEGS VI en mode hybride
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PFE BOUASSIDA Bulel
On peut remarquer que la turbine à gaz n'est active que
pendant la nuit durant la semaine représentative de l'été.
Son intervention est beaucoup plus importante le long de la semaine
représentative de l'hiver.
La figure III.7 présente le résultat de la
simulation le long d'une semaine représentative de l'été
de la puissance produite par la centrale SEGS VI en mode 100% solaire (sans
hybridation) et avec stockage sous les conditions météorologiques
d'un site situé en Tunisie.
Figure III.7 résultat de la simulation
le long d'une semaine de l'été de la puissance produite sans
stockage et la
puissance ajoutée due au stockage
La surface installée du champ solaire de la SEGS VI
(188000 m2) a été conçue pour une production
100% solaire sans stockage. L'étude a montré que
l'éventualité d'un stockage n'est significative que si cette
surface dépasse 250000 m2. Les résultats sont ici
présenter pour une surface 300000 m2.
La puissance produite par la centrale 100% sans stockage est
présentée en bleu. La puissance ajoutée due au stockage
est présentée en orangé. On remarque
l'élévation de la durée de production de la centrale. Pour
une semaine représentative de l'été la durée du
stockage varie entre 0 et 5 heures.
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PFE BOUASSIDA Bulel
La figure III.8 présente le résultat de la
simulation le long d'une semaine représentative de l'hiver de la
puissance produite par la centrale SEGS VI en mode 100% solaire (sans
hybridation) et avec stockage sous les conditions météorologiques
d'un site situé en Tunisie.
Figure III.8 résultat de la simulation
le long d'une semaine d'hiver de la puissance produite sans stockage et
la
puissance ajoutée due au stockage (surface 300000
m2)
Pour une semaine représentative de l'hiver la durée
du stockage varie entre 0 et 2 heures.
La figure III.9 présente la comparaison des
résultats de la simulation le long d'une semaine représentative
de l'été de la puissance produite par la centrale SEGS VI en mode
100% solaire (sans hybridation) et sans stockage pour une surface de 300000
m2 et une surface de 600000 m2 sous les conditions
météorologiques d'un site situé en Tunisie.
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PFE BOUASSIDA Bulel
Figure III.9 Comparaison entre une centrale
avec une surface de 300000 m2 et une autre de 600000 m2
pour une semaine d'été (sans stockage)
La puissance produite par la centrale de surface 300000
m2 est représentée en bleu. Celle par la centrale de
surface 600000 m2 serait tout ce qui est représentée
en bleu ou en rouge. On peut remarquer que la différence n'est pas
significative le long d'une semaine d'été, ceci est certainement
dû à l'absence de stockage.
La figure III.10 présente la comparaison des
résultats de la simulation le long d'une semaine représentative
de l'hiver de la puissance produite par la centrale SEGS VI en mode 100%
solaire (sans hybridation) et sans stockage pour une surface de 300000
m2 et une surface de 600000 m2 sous les conditions
météorologiques d'un site situé en Tunisie.
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PFE BOUASSIDA Bulel
Figure III.10 Comparaison entre une centrale
avec une surface de 300000 m2 et une autre de 600000 m2
pour
une semaine d'hiver (sans stockage)
La puissance produite par la centrale de surface 300000
m2 est représentée en bleu. Celle par la centrale de
surface 600000 m2 serait tout ce qui est représentée
en bleu ou en rouge. On peut remarquer que la différence est nette le
long d'une semaine d'hiver.
La figure III.11 présente la comparaison des
résultats de la simulation le long d'une semaine représentative
de l'été de la puissance produite par la centrale SEGS VI en mode
100% solaire (sans hybridation) et avec stockage pour une surface de 300000
m2 et une surface de 600000 m2 sous les conditions
météorologiques d'un site situé en Tunisie.
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PFE BOUASSIDA Bulel
Figure III.11Comparaison entre une centrale
avec une surface de 300000 m2 et une autre de 600000 m2
pour une semaine d'été (avec stockage)
La puissance produite par la centrale de surface 300000
m2 est représentée en bleu. Celle par la centrale de
surface 600000 m2 serait tout ce qui est représentée
en bleu ou en rouge. On peut remarquer que la différence est importante
le long d'une semaine d'été. La production est presque
permanente.
La figure III.12 présente la comparaison des
résultats de la simulation le long d'une semaine représentative
de l'hiver de la puissance produite par la centrale SEGS VI en mode 100%
solaire (sans hybridation) et avec stockage pour une surface de 300000
m2 et une surface de 600000 m2 sous les conditions
météorologiques d'un site situé en Tunisie.
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PFE BOUASSIDA Bulel
Figure III.12 Comparaison entre une centrale
avec une surface de 300000 m2 et une autre de 600000 m2
pour
une semaine d'hiver (avec stockage)
La puissance produite par la centrale de surface 300000
m2 est représentée en bleu. Celle par la centrale de
surface 600000 m2 serait tout ce qui est représentée
en bleu ou en rouge. On peut remarquer que la différence est importante
même le long d'une semaine d'hiver. Ceci n'annule pas le recourt à
l'hybridation.
Vu le lien étroit entre la surface installée du
champ solaire et la notion de stockage nous avons procédé
à une étude paramétrique pour étudier les
performances de la centrale SEGS VI selon la surface installée et le
volume de stockage souhaité. Le tableau III.1 présente les
résultats de cette étude.
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PFE BOUASSIDA Bulel
|
Surface
du champ
[m2]
|
Volume
de
stockage
[m^3]
|
Puissance
produite par
an
100%solaire
[MWh/an]
|
Heures
de
stockage
[hr]
|
Puissance
produite
par an
Turbine
à
gaz
[MWh/an]
|
Rendement
Energétique
annuelle
100%solaire
[%]
|
Consommation
de combustible
[Tonne/an]
|
|
188000
|
0
|
32654
|
0
|
205013
|
11.56
|
45403
|
|
5000
|
33059
|
0 à 0.5 hr
|
204916
|
11.70
|
45382
|
|
0
|
52707
|
0
|
199835
|
13.78
|
44419
|
|
300000
|
5000
|
63979
|
0 à 4 hr
|
180334
|
22.66
|
41953
|
|
10000
|
67910
|
0 à 7 hr
|
184853
|
24.05
|
41215
|
|
0
|
61250
|
0
|
200060
|
21.69
|
44400
|
|
400000
|
5000
|
77848
|
0 à 4 hr
|
181840
|
27.57
|
40525
|
|
10000
|
87718
|
0 à 7 hr
|
171848
|
31.07
|
38407
|
|
0
|
66508
|
0
|
198948
|
23.56
|
44214
|
|
500000
|
5000
|
86744
|
0 à 4 hr
|
175088
|
30.72
|
39043
|
|
10000
|
100170
|
0 à 7.5 hr
|
161841
|
35.47
|
36235
|
|
15000
|
110536
|
0 à 10hr
|
152623
|
39.15
|
34281
|
|
0
|
69541
|
0
|
198132
|
24.63
|
44303
|
|
600000
|
10000
|
107968
|
0 à 8 hr
|
156282
|
38.24
|
35005
|
|
15000
|
121486
|
0 à 11hr
|
144260
|
43.02
|
32457
|
|
20000
|
131579
|
0 à 12hr
|
135574
|
46.60
|
30367
|
|
0
|
71445
|
0
|
198003
|
25.30
|
44300
|
|
700000
|
10000
|
113885
|
0 à 8 hr
|
151050
|
40.33
|
33100
|
|
20000
|
141668
|
0 à 12hr
|
127286
|
50.17
|
28351
|
|
0
|
72484
|
0
|
199690
|
25.67
|
44371
|
|
800000
|
10000
|
118281
|
0 à 7 hr
|
147553
|
41.89
|
33092
|
|
15000
|
135701
|
0 à 11hr
|
132082
|
48.06
|
29813
|
|
20000
|
149413
|
0 à 13hr
|
119567
|
52.92
|
26671
|
|
0
|
74463
|
0
|
198223
|
26.37
|
44078
|
|
1000000
|
10000
|
125494
|
0 à 8 hr
|
140661
|
44.45
|
31603
|
|
20000
|
162728
|
0 à 13hr
|
106675
|
57.63
|
23836
|
|
30000
|
174932
|
0 à 15hr
|
99079
|
61.95
|
21929
|
Tableau III.1 : résultat de
l'étude paramétrique selon la surface installé et le
volume de stockage souhaité
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