Validation d`un modèle dynamique de cycle organique de Rankine

ULg/FSA - Département Aérospatiale & Mécanique
Proposition de TFE 2012-2013
Entreprise :
Possibilité de coupler ce TFE avec un stage au MIT (USA) ou à
Almeria (Espagne)
Lieu :
Date :
Sujet :
Validation d’un modèle dynamique de cycle organique de Rankine
solaire
Section(s) ciblée(s) :
 aérospatiale (A)
 électromécanique (E)
 mécanique (M)
E, A, M
Contact (entreprise) :
(nom, e-mail)
Contact (ULg) :
Sébastien Declaye
Promoteur académique :
Vincent Lemort
Description :
A l’heure actuelle, la conversion de l’énergie solaire en électricité avec
une efficacité élevée et un coût compétitif reste un challenge majeur.
Deux procédés de conversion sont aujourd’hui principalement
utilisés :
 Le photovoltaïque qui vise une conversion directe du
rayonnement solaire en électricité
 Le solaire thermodynamique qui convertit d’abord le
rayonnement solaire en chaleur qui est ensuite transmise à un
cycle thermodynamique tel que le cycle de Rankine ou de
Stirling afin de produire de l’électricité
C’est dans cette seconde logique que s’inscrit le projet de construction
d’une micro centrale solaire lancé en 2010 par le laboratoire de
thermodynamique. Un prototype a été construit et une campagne de
mesures a été réalisée afin d'évaluer les performances du système et
d'obtenir une quantité suffisante de données expérimentales pour
calibrer et valider les modèles de simulation.
Modélisation et stratégies de contrôle
A l'heure actuelle, il existe très peu de modèles dynamiques
permettant de simuler les centrales de petite taille. Dans le cas d’une
application solaire, il est cependant primordial de disposer de tels
modèles afin de développer des stratégies de contrôle compatibles
avec la grande variabilité de la source de chaleur disponible.
L'étudiant participera au développement d'un logiciel de simulation
dynamique initié en 2009 au sein du laboratoire de thermodynamique.
L'environnement de travail sélectionné est la plateforme “Modelica”.
Ce modèle sera validé à l'aide des mesures effectuées sur le banc
d'essais et permettra de tester des stratégies de contrôle du cycle afin

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d'en maximiser les performances dans diverses conditions. Des
stratégies avancées telles que le "Model Predictive Control" (MPC)
seront également implémentées et comparées aux méthodes plus
classique (PI, PID).
Document à renvoyer à Patricia Kankundiye ([email protected])