Contribution à l'Amélioration deProduction d'un Collecteur Solairedans la Région de Sidi Khouiled (Ouargla)

Abstract

Ce travail de thèse porte sur l'amélioration du rendement énergétique d'un collecteur solaire plan dans la région de SidiKouiled (Ouargla, sud-est de l'Algérie), par une approche mixte : théorique et pratique. La partie théorique s'agit d'une approche basée sur le développement d'un nouveau modèle mathématique d'ordre réduit en nombre d'équations et de complexité. Modèle souple, simple et apte à optimiser les angles d'inclinaisons de quatre réflecteurs plats entourant un collecteur solaire plan, dans le cas fixe ainsi que dans le cas mobile en n'importe quel endroit dans le monde. Le modèle ainsi développé a fait l'objet d'une validation où les résultats de simulation ont été comparés aux résultats expérimentaux. En effet, la validation pratique a été réalisée sur deux stages. Le premier était l'amélioration du rendement énergétique d'un panneau solaire photovoltaïque, par la maximisation de l'irradiation solaire capturée sur sa surface en utilisant le suivi de soleil que soit partiel ou complet. Pour cela, deux traqueurs solaire ont été réalisés : à axe polaire et le bi-axial. A notre connaissance, aucun travail scientifique publié n'a évalué les performances du collecteur solaire plan entouré par quatre réflecteurs plats dans le cas mobile. Pour cela, un second stage de validation a été réalisé. Il s'agit d’augmenter la production d'un collecteur thermique plan en utilisant les réflecteurs plats et le suivi complet de soleil, où quatre structures ont été réalisés. Les résultats expérimentaux montrent une cohérence avec ceux de la simulation ainsi que ceux obtenus dans d’autres travaux. Les résultats trouvés peuvent contribuer dans l'amélioration du rendement d’un collecteur solaire plan dans la région de Sidi Khouiled (Ouargla, sud-est de l’Algérie) ainsi que partout dans le monde. The work of this thesis focuses on improving efficiency of aflat plate solar collector in the region of SidiKouiled (Ouargla, south-east of Algeria), through a mixed theoretical and practicalapproach. The theoretical part is based on the development of a new mathematical model of order reduced in number of equations and complexity. Flexible model, simple and able to optimize the inclinationsangle of four flat reflectors surrounding a flat plate solar collector, in both fixed and mobile casesanywhere in the world. The developed modelhas been validated by comparing simulation results with the experimental ones. Indeed, the practical validation was carried out on two phases. The first was to improving efficiency of a photovoltaic solar panel, by maximizing captured solar irradiation on its surface, using partial or full sun tracking. For this, two solar trackers have been made: polar axis and bi-axial. To our knowledge, no published scientific work has evaluated the performance of a flat plate solar collector surrounded by four flat reflectors in the mobile case. For this reason, a second validation stage was carried out. It is a question of increasing the production of a flat thermal collector by using flat reflectors and full sun tracking, where four structures have been made. The experimental results show consistency with those of the simulation as well as those obtained in other works. The results found can contribute to improving the performance of a flat solar collector in the region of SidiKhouiled as well as anywhere in the world.