Tours Solaires

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Prsentation gnrale de la Socit Tunisienne dElectricit et du Gaz (S

PROJET DE FIN DTUDES

Pour lObtention du Diplme de Licence Applique en Energtique SUJET:

Etude dune centrale solaire effet de cheminePrsent par

Elhoula Nizar Hmida Abdelmajid Soutenue le 27/06/ 2009 devant le Jury dExamen:

Mr Bouzidi Cheker PrsidentMme Zouari Kammoun Emna Rapporteur

Mr Ibrahim Ali EncadreurMr Ismail Naoufel Encadreur

Ddicace

Avec plaisir nous ddions ce modeste travail

A nos parents,

A nos frres,

Pour leur aides leurs encouragement durant nos tudes.

A nos professeurs,

A ceux qui nous ont aid de prs ou de loin.

Enfin, nous ddions ce projet

A nos amis, nos collgues

Et tous qui nous aiment.

Remerciements

Avant tout, il est de notre devoir de rendre grce DIEU et sa volont pour la patience et le courage quil nous a offert afin de raliser ce travail.

Nos vifs remerciements sadressent ceux qui ont contribu la finition de ce projet de fin dtude dans des bonnes circonstances et notamment nos encadreurs qui ont dirig tout nos travaux.

A Mr Ibrahim AliA Mr Ismail NaoufelNous tenons galement exprimer nos gratitudes au prsident et membres de jury de bien vouloir accepter dvaluer ce travail.

A tous ceux qui nous ont aids.

MERCI

Sommaire

Prsentation gnrale de la Socit Tunisienne dElectricit et du Gaz (STEG)1Introduction gnrale2Chapitre 1: Etude gnrale dune centrale solaire effet de chemine4

1. Introduction5

2. Historique5

2.1 Projet australien5

2.2 Projet espagnol6

3. Principe de fonctionnement dune centrale solaire effet de chemine7

4. Les avantages et les inconvnients dune centrale tours8

4.1. Les avantages8

4.2. Les inconvnients8

5. Conclusion8

Chapitre 2: Composante dune centrale solaire effet de chemine9

1. Introduction10

2. Composantes dune centrale effet de chemine10

2.1 Collecteur10

2.2 Chemine11

2.3. Turbine13

3. Conclusion13

Chapitre3: Etablissement des quations de dimensionnement dune centrale solaire effet de chemine15

1. Introduction15

2. Puissance fournie par la tour solaire15

3. Le rendement du collecteur154. Le rendement de la chemine16

4. Le rendement de la turbine17

5. Expression finale de la puissance fournie par la tour solaire18

6. Conclusion18

Chapitre 4: Etude des opportunits dinstallations dune centrale solaire effet de chemine dans la rgion de Gafsa19

1. Introduction20

2. Besoin en nergie lectrique de la rgion de la ville de Gafsa203. Dimensionnement de la centrale tour: identification des variantes233.1. Mthodologie233.2. Hypothses233.3. Rsultat et interprtation243.4. La variation de la puissance en fonction de la surface du collecteur243.5. Condition de choix de la variante optimale254. Conclusion26Chapitre 5: Condition gnrale pour limplantation dune centrale effet de chemine dans la rgion de Gafsa271. Introduction282. Type dusage de lnergie issue dune centrale tour282.1. Alimentation dun site isol ou dun site en bout de ligne283. Description du montage dune centrale solaire tour283.1. Phases tude dopportunit283.2. Phases ultrieures294. Lemplacement de la rgion de Gafsa sur la carte gographique304.1. Localisation.304.2. Description gomtrique304.3. Description climatique305. Critres de slection du site305.1. Connexion au Rseau Electrique305.2. Connexion au Rseau Routier315.3. Nature du Sol315.4. Utilisation du Terrain315.5. Facteurs de Risques Externes316. Conditions Gnrales en Tunisie316.1. Rayonnement Solaire Direct et Donnes Mtorologiques316.2. Sites Slectionns327. Critre de financement et cot des composantes de la centrale328. Estimation de lvolution de la puissance et de la production en nergie lectrique pour ..358.1. Courbe de puissance358.2. Courbe de production dnergie lectrique369. Etude de rentabilit conomique dun projet de centrale solaire effet de chemine379.1 Hypothses379.2 Resultat et conclusion 38Conclusion gnrale39

Bibliographie

Annexes

Prsentation Gnrale de la Socit Tunisienne dElectricit et du Gaz (STEG)

La socit tunisienne dlectricit et du gaz a t crie par le dcret - loi n 62-8 du 03/04/1962 on la forme dune entreprise publique caractre industrielle et commerciale.

En tant que socit nationale assurent publique la S.T.E.G joue le rle doprateur conomique respectable de la ralisation de la politique du gouvernement en matire de dveloppement des infrastructures lectrique et gazire surtout le territoire de la rpublique

La S.T.E.G dans la mission consiste en la production, le transport et la distribution de llectricit et du gaz jouit dans ce domaine dune situation monopolistique. En vie de bien assurer sa mission, elle est invite de moyens humains et matriels trs importants.

La S.T.E.G assure la totalit de la demande nationale en lectricit. Avec un totale de 1967 MW la puissance installe, elle reste lunique producteur de lnergie lectrique en Tunisie

En effet, la S.T.E.G assure un taux dlectrification de 81% en 1991. Ce qui reprsente une volution en moyenne de 10% par an entre 1962 et 1991 de la consommation dlectricit BT A progress de 7%.

Tandis quau niveau industriel, le nombre dabonns BT a pass de 530 8000 et la consommation 1-IT/MT prsente 75% de la consommation totale en 1992.

En somme, bien que la S.T.E.G soit la seule socit dlectricit en Tunisie, elle arrive satisfaire la demande locale. De plus, le raccordement avec lAlgrie de notre rseau permet son renforcement dune part et la possibilit du secours mutuel dautre part.

La puissance installes du parc de production de la S.T.E.G est de 3196 MW en (2006) elle a connu au cours des annes allant de 2003 2005 une volution annuelle entre 15% et 17%.

La production nationale dnergie lectrique injecte dans le rseau de transport (S.T.E.G, IPP et achats auprs des auto producteurs) sest leve 12547 GWh en 2006 contre 2805 GWh en 2005 enregistrant par la mme une progression de 3.5%.

La consommation du combustible a atteint 2953 Ktp au cours de lanne 2006 contre 2805 Ktep en 2005, soit un accroissement de 5.3 [1].Introduction Gnrale

Lhistoire des sicles passs nous montre les effets multiplicateurs des rponses apportes aux dfis nergtiques successifs, autant de transformations sur la forme de lnergie utilise, autant de rvolutions industrielles. Les perspectives de tarissement de gisement majeurs dnergie sont aussi dans les esprits quand on constate que la consommation des ressources naturelles des 40 dernires annes dpasse celle cumule pour toutes les gnrations qui ont vcu depuis le fond des ges .Si on observe par ailleurs les impacts cologiques , voire climatiques , aux consquences ventuellement irrversibles , on a le sentiment davoir atteint les limites dun certain quilibre de lhomme dans son environnement terrestre. La politique mondiale se caractrise par un recours de plus en plus remarquable vers des ressources dnergies renouvelables. La Tunisie est lun des pays qui sintresse aux nergies renouvelables.

Afin de comprendre le contexte nergtique tunisien, il est ncessaire danalyser les facteurs et les vnements qui ont maill lhistoire de ce secteur durant les trois dernires dcennies. La mise en exploitation de gisements ptroliers, principalement durant les dcennies 70 et 80, ont permis la Tunisie davoir des bnfices apprciables qui ont largement contribu financer le dveloppement du pays.La croissance conomique acclre du pays a entran une forte croissance de la demande dnergie, ce qui sest traduit par une baisse des excdents nergtiques, voire lapparition dune situation de dficit.

La croissance importante des besoins nergtiques nationaux, a permis de mettre en place une stratgie sarticulant autour de deux axes majeurs:

Intensification des efforts de recherche et dexploitation ptrolire et gazire.

Concrtisation dune politique volontariste de matrise de lnergie qui consiste contrler lutilisation de lnergie et lorientation vers le dveloppement des nergies nouvelles et renouvelables. Cette politique est concrtise, en 1985, par la cration de lAgence de Matrise de lEnergie.

La Tunisie est un pays bien ensoleill durant toute lanne. Ainsi, il apparat trs intressant dexploiter cet avantage afin de produire de lnergie lectrique partir de lnergie solaire. Lune des technologies permettant datteindre cet objectif est la tour solaire effet de chemine.Ce travail est scind en deux parties. La premire partie forme des trois premiers chapitres. Le premier chapitre prsentera les tours solaires dj existantes ou en projet, le deuxime chapitre exposera les diverses technologies de construction de ces tourset le troisime chapitre abordera les modles mathmatiques utiliss dans les tudes de ces tours. La deuxime partie est plus exprimentale et contiendra un quatrime chapitre dcrivant ltude des opportunits dinstallation dune centrale solaire tour dans la rgion de Gafsa en se basant sur les modles mathmatique du troisime chapitre. Le cinquime chapitre prsente les conditions gnrales pour limplantation dune centrale effet de chemine dans la rgion de Gafsa. Enfin le sixime chapitre sintresse ltude de rentabilit conomique dun projet de centrale solaire chemine.Chapitre 1:

Etude gnrale dune centrale solaire effet de chemine

1. Introduction

Une centrale solaire souvent appele chemine solaire et une centrale thermique qui se ralise dans les rgions ensoleilles de la terre. Cest une usine constitue par