Analyse thermodynamique d'un cycle combiné de base

Abstract

La consommation de l'énergie est restée très longtemps stable lorsque l'homme ne l'utilisait que pour sa survie et ses besoins alimentaires. Une augmentation brutale des besoins en énergie est apparue, celle-ci ne cessait de croître de façon explosive sous l'effet conjoint de l'augmentation de la population et du développement industriel. Ce qui conduirait dans un proche avenir, à un épuisement des ressources énergétiques fossiles non renouvelables et à une dégradation de l'environnement. Nous sommes alors contraints de faire la recherche d'autres ressources d'énergie. De préférence, nous nous orientons vers la recherche de ressources énergétiques qui soient durables telle que les énergies renouvelables. Le solaire thermique, le photovoltaïque, la géothermie, l'énergie éolienne et la biomasse sont toutes des sources régénérables. Il est nécessaire de les intégrer et de les adapter à nos besoins. L'un des problèmes à vaincre est celui du transport de ces énergies jusqu'aux points d'utilisation. Quand c'est possible, le transport de l'énergie électrique semble le mieux adapté. Or, la production de l'électricité à grande échelle par conversion de l'énergie solaire est possible en concentrant le rayonnement solaire, grâce aux systèmes de centrales CSP (Concentrated Solar Power) pour actionner un cycle thermodynamique efficace et produire de l'électricité en faisant tourner une ou des turbines à vapeur combinées à une ou des turbines à gaz " cycle combiné ". Ces centrales 'gazvapeur' sont conçues pour pouvoir récupérer les chaleurs dégagées dans les fumées de la turbine à gaz, sortant à haute température pour être utilisées à la génération de la vapeur. L'objectif dans ce papier est de montrer l'optimisation et le rendement d'un tel cycle en faisant une simulation numérique de ses constituants à l'aide d'un logiciel (EES) qui pourrait nous aider à modéliser les systèmes énergétiques, à établir un bilan exergétique et à connaître les éléments responsables des irréversibilités afin de chercher à les réduire. Les résultats ont montré qu'une centrale à un niveau de pression comporte de fortes irréversibilités internes.