FR3135514A1 - Système de génération de froid et de fourniture d’énergie électrique à partir de l’eau de mer et du soleil - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de génération de froid et de production d’énergie électrique. Un sous-système de génération de froid (100) comprend un circuit fermé de fluide froid (110) et un échangeur thermique (120), l’échangeur thermique refroidissant le fluide froid avec de l’eau de mer. Un sous-système de génération d’énergie électrique (200) comprend un fluide de travail circulant en circuit fermé (210) entre un évaporateur (240), un turbogénérateur (250) et un condenseur (230). L’évaporateur (240) est un échangeur thermique qui transfert de l’énergie calorifique entre le fluide de travail et un fluide caloporteur chauffé par de l’énergie solaire. Le condenseur (230) est un échangeur thermique qui refroidit le fluide de travail avec l’eau de mer sortant du premier échangeur thermique (120). Figure pour l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention se rapporte à un système de de génération de froid et de fourniture d’énergie électrique à partir de l’eau de mer et du soleil. Plus particulièrement, l’invention utilise une combinaison de la conversion de l’énergie marine et de l’énergie solaire pour alimenter un système de climatisation et produire de l’énergie électrique.
La température au fond des océans est sensiblement constante. A 1000 mètres de fond, la température de l’eau de mer est sensiblement égale à 5°C. Le principe de la climatisation marine consiste à pomper de l’eau de mer à cette profondeur afin de refroidir par échange thermique un réseau d’eau glacée qui est utilisé pour refroidir l’air d’un système de climatisation ou les condenseurs d’un groupe frigorifique. Ce type de système de climatisation est connu sous l’acronyme SWAC, de l’anglais « Sea Water Air Conditioning ». Un SWAC permet des économies d’énergie de 80 à 90% par rapport à un système conventionnel utilisant l’air dans les zones côtières où la température extérieure est élevée.
L’énergie thermique de la mer est aussi utilisée pour produire de l’énergie électrique. Les systèmes de production d’énergie électrique utilisant l’eau de mer sont connus sous l’acronyme OTEC, de l’anglais « Ocean Thermal Energy Conversion ». Le principe de l’OTEC consiste à utiliser le différentiel de température existant entre une source chaude constituée d’eau de mer de surface qui peut être compris entre 25°C et 30°C dans les zones tropicales et une source froide constituée d’eau de mer profonde qui est aux alentours de 5°C. Le principe de l’OTEC consiste à évaporer un fluide de travail à l’aide de la source chaude. La vapeur du fluide de travail entraîne un turbogénérateur. Après passage dans le turbo générateur, le fluide de travail est refroidi à l’aide de la source froide. Le fluide de travail peut être l’eau de mer pour les systèmes OTEC dits en « cycle ouvert » ou un autre fluide pour les systèmes dits en « cycle fermé ».
Le rendement d’un système OTEC correspond au ratio entre l’énergie électrique produite et l’énergie nécessaire pour faire fonctionner le système, notamment l’énergie de pompage de l’eau de mer profonde. L’énergie électrique produite provient principalement de la différence de température entre la source froide et la source chaude. Ainsi, pour un système OTEC fonctionnant en cycle fermé, le rendement est généralement compris entre 2% et 5% suivant la température de l’eau en surface et le type de structure d’OTEC. Afin d’augmenter le rendement, il est connu de réchauffer l’eau de mer de surface en la faisant circuler dans des conduites chauffées au soleil, ce qui permet d’augmenter la température de la source chaude de quelques dizaines de degrés et donc d’augmenter le rendement de quelques pourcents pendant une journée ensoleillée pour obtenir un rendement global d’environ 8% à 12%.
Il est également connu de coupler un système OTEC avec un système SWAC. Les deux systèmes OTEC et SWAC se partage le pompage d’eau de mer profonde et sont dimensionnés indépendant l’un de l’autre sans aucune optimisation ou synergie.
L’invention propose d’améliorer les systèmes SWAC et OTEC en réalisant une combinaison des deux systèmes en utilisant l’eau de mer rejetée par le système SWAC comme source froide d’un système OTEC, la source chaude du système OTEC étant constituée par un circuit fermé de fluide caloporteur chauffé par l’énergie solaire. Un tel système permet d’augmenter considérablement la différence de température permettant de produire davantage d’énergie électrique tout en réutilisant l’eau de mer ayant servi au système SWAC et donc d’obtenir un rendement beaucoup plus important pour l’OTEC tout en rendant la consommation d’énergie du système SWAC insignifiante. Ainsi, l’invention permet de produire du froid et de l’énergie électrique de manière optimum et écologique.
Plus particulièrement l’invention est un système de génération de froid et de production d’énergie électrique qui comporte un sous-système de génération de froid et un sous-système de génération d’énergie électrique. Le sous-système de génération de froid comprend un circuit fermé de fluide froid relié fluidiquement à un premier échangeur thermique, le premier échangeur thermique étant relié fluidiquement à un circuit de circulation d’eau de mer afin de refroidir le fluide froid avec de l’eau de mer pompée en profondeur. Le sous-système de génération d’énergie électrique comprend un fluide de travail circulant en circuit fermé entre un évaporateur qui chauffe ledit fluide de travail pour obtenir de la vapeur sous pression, un turbogénérateur transformant la vapeur sous pression en énergie électrique, et un condenseur qui refroidit la vapeur après passage dans le turbogénérateur afin de liquéfier le fluide de travail pour le fournir à l’évaporateur. L’évaporateur est un deuxième échangeur thermique qui transfert de l’énergie calorifique au fluide de travail à partir d’au moins un fluide caloporteur chauffé par de l’énergie solaire. Le condenseur est un troisième échangeur thermique qui refroidit le fluide de travail à partir du circuit d’eau de mer sortant du premier échangeur thermique.
Selon un premier mode de réalisation, le fluide caloporteur peut être chauffé dans une conduite de chauffage dans laquelle circule ledit fluide caloporteur et sur laquelle des rayons solaires sont concentrés à l’aide d’au moins un miroir cylindro-parabolique, ladite conduite de chauffage étant reliée fluidiquement à l’évaporateur.
Préférentiellement et selon le premier mode de réalisation, le fluide de travail est chauffé à une température de 150°C et refroidi à une température de 40°C.
Selon un deuxième mode de réalisation, le sous-système de génération d’énergie électrique peut comporter un réservoir tampon relié fluidiquement d’une part à l’évaporateur et d’autre part à une conduite de chauffage, un premier fluide caloporteur circulant en circuit fermé entre l’évaporateur et le réservoir tampon et un deuxième fluide caloporteur circulant en circuit fermé entre la conduite de chauffage et le réservoir tampon, des rayons solaires étant concentrés sur la conduite de chauffage à l’aide d’au moins un miroir cylindro-parabolique pour chauffer le deuxième fluide caloporteur, le réservoir tampon étant rempli d’un troisième fluide caloporteur chauffé par échange thermique avec le deuxième fluide caloporteur, le premier fluide caloporteur étant chauffé par échange thermique avec le troisième fluide caloporteur.
Préférentiellement et selon le deuxième mode de réalisation, le fluide de travail est chauffé à une température d’au moins 80°C et refroidi à une température de 40°C.
Afin de permettre un passage de l’état liquide à l’état vapeur à basse température, le fluide de travail peut être un fluide frigorigène.
L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs, et faisant référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
Afin de simplifier la description qui va suivre, une même référence est utilisée dans différentes figures pour désigner un même objet ou un élément similaire. Ainsi, lorsque la description cite un objet référencé, cet objet pourra être identifié sur plusieurs figures. En outre, les figures ainsi que la description sont données à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs de réalisation. Pour des raisons de représentation, les dessins ne sont pas réalisés à l’échelle afin de permettre de visualiser l’ensemble des éléments sur un même schéma.
De plus, il convient de noter que l’invention a vocation à être utilisée à proximité de la mer et doit être localisée à un emplacement disposant d’une côte abrupte et d’un fort ensoleillement toute l’année. A titre d’exemple, l’invention peut être avantageusement située dans une zone comprise entre le tropique du Cancer et le tropique du Capricorne, c'est-à-dire entre 30° Nord et 30° Sud de latitude.
La illustre un premier exemple de réalisation d’un système de génération de froid et de fourniture d’énergie électrique selon l’invention. Un tel système comporte principalement un sous-système de génération de froid 100 et un sous-système de production d’énergie électrique 200.
Le sous-système de génération de froid 100 comporte principalement un circuit fermé de fluide froid 110, un premier échangeur thermique 120 et un circuit de circulation d’eau de mer 130. Le circuit fermé de fluide froid 110 comporte également un groupe de froid 111 et une pompe de circulation 112. Le circuit d’eau de mer 130 comporte en outre une pompe d’eau de mer 131.
Le groupe de froid 111 peut être une climatisation ou un groupe de production de froid négatif. Dans le cas d’une climatisation, le groupe de froid 111 comporte un échangeur thermique permettant d’échanger des calories entre le fluide froid, par exemple de l’eau douce, et l’air qui est ensuite distribué dans des canalisations. Dans le cas d’un générateur de froid négatif, le fluide froid est utilisé pour refroidir le ou les condenseurs d’une ou plusieurs machines frigorifiques constituant le groupe de froid 111. La pompe de circulation 112 assure la circulation du fluide froid dans le circuit fermé 110 pour que le fluide froid puisse circuler entre le premier échangeur thermique 120 et le groupe de froid 111.
La pompe d’eau de mer 131 est une pompe qui permet de pomper de l’eau de mer en profondeur, par exemple à 1000 mètres de profondeur. Une telle pompe 131 peut être composée d’une ou plusieurs pompes refoulantes cascadées selon une technique connue afin de permettre un tel pompage. L’eau de mer pompée à 1000 mètres de fond est à une température quasi constante toute l’année qui est de l’ordre de 5°C.
Le premier échangeur thermique 120 est relié fluidiquement au circuit fermé de fluide froid 110 et au circuit de circulation d’eau de mer 130 afin de permettre un échange de calories entre l’eau de mer et le fluide froid circulant dans ledit circuit fermé 110, l’eau de mer se réchauffant tout en refroidissant le fluide froid. Le dimensionnement du premier échangeur thermique 120, de la pompe de circulation 112 et de la pompe d’eau de mer 131 est réalisé afin de permettre un maintien de la température de fluide froid sortant du premier échangeur thermique 120 à une basse température, par exemple comprise entre 6°C et 10°C. En outre, afin de pouvoir continuer d’utiliser la basse température de l’eau de mer, le dimensionnement doit également prendre en compte que l’eau de mer sortant du premier échangeur thermique doit être à une température comprise entre 10°C et 14°C et préférentiellement 12°C.
Le sous-système de génération de froid 100 correspond à un système SWAC de l’état de la technique. Toutefois, selon l’invention, l’eau de mer sortant du premier échangeur thermique est à une température plus basse qu’un système de l’état de la technique.
Le sous-système de génération d’énergie électrique 200 comporte principalement un circuit fermé de fluide de travail 210, un circuit fermé de fluide caloporteur 220, un deuxième échangeur thermique 230, un troisième échangeur thermique 240 et un turbogénérateur 250. Le circuit fermé de fluide de travail 210 est relié fluidiquement au deuxième échangeur thermique 230, au troisième échangeur thermique 240 et au turbogénérateur 250. Une pompe 211 assure la circulation du fluide de travail à l’intérieur du circuit fermé de fluide de travail 210. Une telle pompe 211 est optionnelle si les deuxième et troisième échangeurs sont positionnés verticalement et disposent d’une hauteur suffisante pour que la circulation se fasse naturellement sous l’action de la gravité. Dans ce premier exemple de réalisation, le fluide de travail est un fluide frigorigène ayant un point de vaporisation situé entre 70°C et 80°C à une pression de l’ordre de 6 à 7 bars. A titre d’exemple, le fluide de travail peut être un chloro-trifluoropropène. Un chloro-trifluoropropène qui convient est vendu sous la marque Solstice® avec la référence zd(R-1233zd) par la société Honeywell.
Le turbogénérateur 250 est principalement constitué d’une turbine reliée à un générateur électrique. La turbine reçoit le fluide de travail sous forme de vapeur sous pression provenant du troisième échangeur thermique 240. La vapeur sous pression entraîne la turbine qui entraîne le générateur électrique et produit ainsi de l’électricité. En traversant la turbine, la vapeur de fluide de travail perd de l’énergie, abaissant sa pression et sa température.
Le deuxième échangeur thermique 230 est également relié au circuit de circulation d’eau de mer 130 afin de permettre un échange de calories entre l’eau de mer sortant du premier échangeur thermique 120 et le fluide de travail circulant dans ledit circuit fermé 210, l’eau de mer se réchauffant tout en refroidissant le fluide de travail. Le deuxième échangeur thermique 230 fonctionne en condenseur qui transforme le fluide de travail pour ramener ledit fluide travail de l’état vapeur à l’état liquide par échange thermique avec l’eau de mer. Le dimensionnement du deuxième échangeur thermique 230 est réalisé afin de permettre une condensation du fluide de travail de l’état vapeur à une température de 90°C à un état liquide à 40°C tout en ne réchauffant l’eau de mer que de 10°C lors de l’échange thermique. Ainsi, l’eau de mer sortant du deuxième échangeur thermique 230 doit être à une température comprise entre 20°C et 24°C et préférentiellement 22°C. Un tel échange peut être atteint avec un volume de circulation de fluide de travail 10 fois inférieur au volume de circulation d’eau de mer. La température de l’eau de mer à une profondeur de 50m dans une zone tropicale étant sensiblement constante aux alentours de 22°C, il est possible de rejeter l’eau de mer sortant du deuxième échangeur thermique 230 à cette profondeur de 50m sans nuire à la flore ou à la faune marine.
Le troisième échangeur thermique 240 est également relié au circuit fermé de fluide caloporteur 220 afin de permettre un échange de calories entre le fluide de travail circulant dans ledit circuit fermé 210 et le fluide caloporteur circulant dans le circuit fermé de fluide caloporteur 220, le fluide de travail se réchauffant tout en refroidissant le fluide caloporteur. Le troisième échangeur thermique 240 fonctionne en évaporateur qui transforme le fluide de travail de l’état liquide à l’état vapeur par échange thermique avec le fluide caloporteur. Le dimensionnement du troisième échangeur thermique 240 est réalisé afin de transformer le fluide de travail en vapeur sous pression à une température de 150°C tout en ne refroidissant le fluide caloporteur que d’environ 20°C lors de l’échange thermique. Afin de réaliser un tel échange thermique, le fluide caloporteur doit rentrer dans le troisième échangeur thermique à une température d’environ 180°C et sortir dudit troisième échangeur à une température d’environ 160°C. Un tel échange peut être atteint avec un volume de circulation de fluide de travail 20 fois inférieur au volume de circulation de fluide caloporteur.
Dans ce premier exemple de réalisation, le circuit fermé de fluide caloporteur 220 comporte un élément chauffant 260 et une pompe de circulation 270. La capacité de chauffage de l’élément chauffant 260 et le débit de circulation du fluide caloporteur définissent la capacité de chauffage du fluide caloporteur à l’intérieur du circuit fermé 220. Le débit de circulation de fluide caloporteur peut en outre être ajustée en fonction de la température dudit fluide caloporteur, une vitesse de circulation d’équilibre correspondant aux températures d’entrée et de sortie de l’évaporateur 240 indiquées au paragraphe précédent. Le fluide caloporteur est un fluide devant supporter une température élevée sans se dégrader et sans se vaporiser. Un tel fluide caloporteur peut être de l’eau sous pression qui nécessite des canalisations pouvant supporter une pression de 50 bars afin que l’eau ne se transforme pas en vapeur. En variante, le fluide caloporteur peut être constitué d’un mélange d’isopropyle et de biphényle qui peut être utilisé à des températures de plus de 200°C à basse pression, tel que par exemple le fluide caloporteur commercialisé sous la marque Therminol®62 par la société Eastman.
Un exemple d’élément chauffant 260 est décrit plus en détail à l’aide de la qui montre une vue de dessus dudit élément chauffant et de la qui montre une vue selon la coupe A-A indiquée sur la . L’élément chauffant 260 comporte principalement une conduite 261 à l’intérieur de laquelle le fluide caloporteur circule. Pour rendre l’élément chauffant 260 plus compact, la conduite 261 peut être constituée d’une pluralité de sections droites connectées fluidiquement en parallèle et espacées entres elles. En variante, la conduite 261 pourrait également être repliée sur elle-même afin de former un serpentin comportant plusieurs sections droites espacée entre elles. Pour chaque section droite de la conduite 261, l’élément chauffant 260 comporte un miroir cylindro-parabolique 262 situé sous ladite section droite afin de concentrer les rayons solaires sur ladite conduite 261. Le miroir cylindro-parabolique 262 peut être motorisé afin de tourner autour de la conduite en fonction de l’élévation du soleil. La surface de chaque miroir parabolique 262 est au moins dix fois supérieure à la surface projetée de la conduite 261 sur ledit miroir 262. En outre, la conduite 261 est préférentiellement réalisée en matériau fortement conducteur, par exemple de l’acier, et peinte dans une couleur qui tend à absorber les rayons infrarouges, par exemple en noir mat. Afin d’éviter un transfert de chaleur avec l’air ambiant, la conduite 261 peut être placée dans une enceinte d’isolation 263 épousant la forme de la conduite 261 tout en étant espacée de ladite conduite 261. L’enceinte d’isolation est constituée d’un matériau transparent aux rayons solaires. Ladite enceinte 263 est fermée hermétiquement et est réalisée préférentiellement en matériaux isolants. A titre d’exemple, l’enceinte d’isolation 263 est par exemple constituée de polycarbonate et se trouve espacée de la conduite 261 d’une distance d’au moins dix centimètres. Pour améliorer l’isolation, l’enceinte 263 peut être mise sous vide ou peut être remplie d’un gaz neutre transparent servant d’isolant thermique, tel que par exemple de l’argon. Une telle structure permet de chauffer le fluide caloporteur à une température pouvant dépasser les 200°C. Toutefois, l’élément chauffant est dimensionné pour que ce dernier puisse amener la température du fluide caloporteur à une température d’environ 180°C avec une circulation du fluide caloporteur en régime établi qui amène ledit fluide à l’élément chauffant à une température d’environ 160°C.
Si l’on considère l’énergie nécessaire au pompage de l’eau de mer ainsi que l’énergie nécessaire à la circulation des différents fluides dans le système, le rendement entre l’énergie électrique produite et l’énergie nécessaire au fonctionnement du sous-système de production d’énergie électrique 200 est de l’ordre de 12%. En outre, le sous-système de génération de froid 100 est alimenté en eau de mer profonde sans qu’il soit nécessaire d’ajouter d’énergie de pompage. De plus, seules l’énergie de la mer et l’énergie solaire sont utilisées pour produire de l’énergie électrique et du froid. Toutefois, un tel système ne peut fonctionner que lorsque le soleil est levé et ne permet pas de produire de l’énergie électrique ni de générer du froid pendant la nuit.
La illustre un deuxième exemple de réalisation de l’invention permettant un fonctionnement optimal pendant la nuit tout en utilisant uniquement l’énergie solaire pour chauffer le fluide de travail. Le deuxième exemple de réalisation se différentie du premier exemple de réalisation en remplaçant le circuit de fluide caloporteur 220 par un circuit de fluide caloporteur intermédiaire 320 relié à un réservoir tampon 330 et comprenant une pompe de circulation 321. Le réservoir tampon 330 comporte deux serpentins de circulation de fluide circulant dans un fluide de stockage de chaleur, l’un des serpentins étant relié fluidiquement au circuit de fluide caloporteur intermédiaire 320, l’autre des serpentins étant relié fluidiquement à un circuit de chauffage 340. Le circuit de chauffage 340 comporte un élément de chauffage 260 et une pompe de circulation 341. L’élément de chauffage 260 est par exemple conforme à celui décrit à l’aide des figures 2 et 3.
Le troisième échangeur thermique 240 est relié au circuit de fluide caloporteur intermédiaire 320 afin de permettre un échange de calories entre le fluide de travail circulant dans ledit circuit fermé 210 et un premier fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur intermédiaire 320, le fluide de travail se réchauffant tout en refroidissant le premier fluide caloporteur. Le troisième échangeur thermique 240 fonctionne en évaporateur qui transforme le fluide de travail de l’état liquide à l’état vapeur par échange thermique avec le fluide caloporteur. Cependant, dans ce deuxième exemple de réalisation, le dimensionnement du troisième échangeur thermique 240 est réalisé afin de transformer le fluide de travail en vapeur sous pression à une température de 80°C à 90°C tout en ne refroidissant le premier fluide caloporteur que d’environ 20°C à 30°C lors de l’échange thermique. Afin de réaliser un tel échange thermique, le premier fluide caloporteur doit rentrer dans le troisième échangeur thermique à une température d’environ 100°C à 120°C et sortir dudit troisième échangeur à une température d’environ 80°C à 90°C. La régulation de la température du premier fluide caloporteur se fait en ajustant le débit de la pompe de circulation 321 en fonction de la température du fluide de stockage. Le volume de circulation de fluide de travail peut varier entre 2 et 5 fois le volume de circulation du premier fluide caloporteur.
Dans ce deuxième exemple de réalisation, le fluide de travail est un fluide frigorigène ayant un point de vaporisation aux alentours de 50°C à une pression de l’ordre de 13 bars. A titre d’exemple, le fluide de travail peut être un tetrafluoropropène. Un tetrafluoropropène qui convient est vendu sous la marque Solstice® avec la référence yf(R-1234yf) par la société Honeywell. Le principe de génération d’énergie électrique est le même que dans le premier exemple de réalisation sauf à utiliser une source chaude à une température inférieure.
Le chauffage du premier fluide caloporteur est réalisé par le passage du premier fluide caloporteur dans le réservoir tampon 330 qui prend de la chaleur provenant du fluide de stockage. Le fluide de stockage est réchauffé par le circuit de chauffage 340 contenant un deuxième fluide caloporteur. Le chauffage du deuxième fluide caloporteur est réalisé par l’élément chauffant 260. Le débit de circulation du deuxième fluide caloporteur définit la capacité de chauffage du fluide de stockage à l’aide du deuxième fluide caloporteur par le circuit de chauffage 340. Le débit de circulation du deuxième fluide caloporteur peut en outre être ajusté en fonction de la température dudit deuxième fluide caloporteur et du fluide de stockage. Typiquement, lorsque le soleil fournit de l’énergie, le deuxième fluide caloporteur peut atteindre une température d’environ 180°C à l’entrée du serpentin du réservoir tampon 330 de sorte à pouvoir amener la température du fluide de stockage à une température égale ou légèrement supérieure à 120°C pendant la journée. Le réservoir tampon 330 doit contenir une quantité de fluide de stockage suffisante pour pouvoir conserver une température supérieure à 100°C pendant toute la nuit afin de pouvoir réchauffer le premier fluide caloporteur et ainsi de permettre la production d’énergie électrique en continu. A cet effet, le fluide de stockage doit avoir une très forte capacité de stockage thermique.
A titre d’exemple, le fluide de stockage peut être de l’eau mise sous pression, par exemple entre 12 et 14 bars et les premier et deuxième fluides caloporteurs peuvent être un mélange d’isopropyle et de biphényle restant à basse pression. Pour pouvoir maintenir la température dans le réservoir tampon entre 100°C et 120°C, il convient de définir le volume du fluide de stockage en fonction du débit du premier fluide puis ensuite de définir le débit du deuxième fluide.
Le sous-système de génération d’énergie électrique 200 de ce deuxième exemple de réalisation utilisant une source chaude ayant une température plus basse que dans le premier exemple de réalisation, le rendement peut être compris entre 6% et 10%. Toutefois ce deuxième exemple permet un usage continu indépendamment du jour ou de la nuit.
De nombreuses variantes sont possibles. Il est notamment possible de dimensionner différemment les différents éléments des exemples de réalisation. Notamment, il est possible d’utiliser un réservoir tampon de plus faible dimension si l’on souhaite produire une quantité d’énergie électrique plus faible pendant la nuit que ce qu’il est possible de produire pendant la journée. Également, les températures de circulation des différents fluides correspondent à un mode de fonctionnement préféré et peuvent être changées en fonction de choix de réalisation correspondant à des rendements différents. Le fluide de travail, le fluide caloporteur et le fluide de stockage sont donnés à titre d’exemple et d’autres fluides peuvent être utilisés en fonction des températures de fonctionnement souhaitées par l’homme du métier. Ainsi, l’homme du métier pourra modifier le dimensionnement en fonction de ses besoins.
Claims (6)
- Système de génération de froid et de production d’énergie électrique qui comporte :
- un sous-système de génération de froid (100) comprenant un circuit fermé de fluide froid (110) relié fluidiquement à un premier échangeur thermique (120), le premier échangeur thermique (120) étant relié fluidiquement à un circuit de circulation d’eau de mer (130) afin de refroidir le fluide froid avec de l’eau de mer pompée en profondeur, et
- un sous-système de génération d’énergie électrique (200) comprenant un fluide de travail circulant en circuit fermé (210) entre un évaporateur (240) qui chauffe ledit fluide de travail pour obtenir de la vapeur sous pression, un turbogénérateur (250) transformant la vapeur sous pression en énergie électrique, et un condenseur (230) qui refroidit la vapeur après passage dans le turbogénérateur (250) afin de liquéfier le fluide de travail pour le fournir à l’évaporateur (240), caractérisé en ce que :
- l’évaporateur (240) est un deuxième échangeur thermique qui transfert de l’énergie calorifique au fluide de travail à partir d’au moins un fluide caloporteur chauffé par de l’énergie solaire,
- le condenseur (230) est un troisième échangeur thermique qui refroidit le fluide de travail à partir du circuit d’eau de mer (130) sortant du premier échangeur thermique. - Système selon la revendication 1, dans lequel l’au moins un fluide caloporteur est chauffé dans une conduite de chauffage (261) dans laquelle circule ledit fluide caloporteur et sur laquelle des rayons solaires sont concentrés à l’aide d’au moins un miroir cylindro-parabolique (262), ladite conduite de chauffage (261) étant reliée fluidiquement à l’évaporateur (240).
- Système selon la revendication 2, dans lequel le fluide de travail est chauffé à une température de 150°C et refroidi à une température de 40°C.
- Système selon la revendication 1, dans lequel le sous-système de génération d’énergie électrique (200) comporte un réservoir tampon (330) relié fluidiquement d’une part à l’évaporateur (240) et d’autre part à une conduite de chauffage (261), un premier fluide caloporteur circulant en circuit fermé (320) entre l’évaporateur et le réservoir tampon et un deuxième fluide caloporteur circulant en circuit fermé (340) entre la conduite de chauffage (261) et le réservoir tampon (330), des rayons solaires étant concentrés sur la conduite de chauffage (261) à l’aide d’au moins un miroir cylindro-parabolique (262) pour chauffer le deuxième fluide caloporteur, le réservoir tampon (330) étant rempli d’un troisième fluide caloporteur chauffé par échange thermique avec le deuxième fluide caloporteur, le premier fluide caloporteur étant chauffé par échange thermique avec le troisième fluide caloporteur.
- Système selon la revendication 4, dans lequel le fluide de travail est chauffé à une température d’au moins 80°C et refroidi à une température de 40°C.
- Système selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le fluide de travail est un fluide frigorigène.
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| FR2204639A FR3135514B1 (fr) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | Système de génération de froid et de fourniture d’énergie électrique à partir de l’eau de mer et du soleil |
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| EP2071184A1 (fr) * | 2007-12-10 | 2009-06-17 | Bold River | Installation de production d'électricité à partir d'énergie solaire |
| EP2096305A1 (fr) * | 2008-02-27 | 2009-09-02 | Sophia Antipolis Energie Developpement | Installation de génération d'énergie électrique à partir d'énergie solaire |
| US20110048006A1 (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-03 | Cap Daniel P | Solar desalinization plant |
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2022
- 2022-05-16 FR FR2204639A patent/FR3135514B1/fr active Active
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2023
- 2023-05-15 WO PCT/FR2023/050696 patent/WO2023222971A1/fr unknown
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| US20110048006A1 (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-03 | Cap Daniel P | Solar desalinization plant |
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