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Utilisation de matériau à changement de phase pour optimiser le stockage d'air comprimé et les performances des systèmes hybrides éolien-diesel

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Kantole Basakayi, Joseph (2018). Utilisation de matériau à changement de phase pour optimiser le stockage d'air comprimé et les performances des systèmes hybrides éolien-diesel. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Département de mathématiques, informatique et génie, 170 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Les génératrices utilisant le diesel alimentent les sites isolés en électricité au Canada. En vue de palier aux difficultés liées à l’utilisation de diesel, le système hybride éolien - diesel jumelé avec stockage par air comprimé offre une des meilleures options. Le système thermique par chaleur latente avec les capsules sphériques contenant le matériau à changement de phase (MCP) est adopté dans cette étude comme unité de stockage thermique à cause de sa grande densité thermique et une température stable pendant une bonne période lors du processus de chargement. Le matériau à changement de phase est sélectionné suivant une méthode scientifique, analyse hiérarchique de procédé (AHP). Cette unité de stockage thermique est intégrée dans le système hybride éolien - diesel pour permettre la suralimentation du moteur diesel dans le cas de système à moyenne échelle. Le système thermique est modélisé et simulé pour montrer la variation de la température pendant le chargement et déchargement de l’air. L’air stocké sous haute pression et une température déterminée sert à la suralimentation supplémentaire du moteur diesel. Ces deux variables thermodynamiques (pression et température) doivent être évaluées pour une amélioration de l’efficacité énergétique du moteur diesel.Enfin, les performances du moteur diesel sont déterminées en faisant une suralimentation supplémentaire sur un moteur dont les caractéristiques techniques sont connues. Pour le cas consideré, le MCP sélectionné selon AHP est Formic Acid. Et les résultats de simulation montrent une amélioration de performances du moteur diesel MAN D2876 E301 en termes de puissance, rendement et consommation spécifique. -- Mot(s) clé(s) en français : système thermique, suralimentation, matériau à changement de phase, diesel, éolien, AH, super Decisions. -- ABSTRACT: Diesel generators are used to supply electricity to isolated sites in Canada. To overcome the difficulties associated with the use of this fuel, the hybrid wind-diesel system coupled with compressed air storage offers one of the best options. A latent heat system with the spherical capsules containing the phase change material (PCM) is adopted as a thermal storage unit for this reaserch thanks to its high thermal density and a stable temperature outlet for a period during the charging process. The phase change material is selected according to a scientific method, Analytical hierarchy process. This thermal system is integrated in the hybrid wind-diesel system to allow the supercharging of the diesel engine for the medium-scale.The thermal system is modeled and simulated to show the variation of the temperature inside of the storage unit. Air stored at high pressure and a certain temperature is used for the supplementary supercharging of the diesel engine. These two thermodynamic variables (pressure and temperature) must be evaluated to improve the efficiency of the diesel engine. Finally, the performance of the diesel engine is determined by doing an extra supercharging on an engine whose technical characteristics are known. For the case considered, the PCM selected according to AHP is Formic Acid. And the simulation shows an improvement of the MAN D2876 E301 diesel engine in terms of power, efficiency and specific consumption. -- Mot(s) clé(s) en anglais : thermal system, supercharging, phase change material, diesel, wind, AHP, super Decisions.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Ilinka, Adrian
Information complémentaire : Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en ingénierie en vue de l'obtention du grade de maître en sciences appliquées (M.Sc.A.).
Mots-clés : Systeme Hybride Eolien-diesel Stockage Air Comprime Optimisation Materiau Changement Phase
Départements et unités départementales : Département de mathématiques, informatique et génie > Génie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 02 déc. 2019 19:59
Dernière modification : 02 déc. 2019 19:59
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1468

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