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Energies solaires et pompe à chaleur

Code UE : USEE2U

  • Cours
  • 4 crédits

Responsable(s)

Elie KAFROUNI

Objectifs pédagogiques

Ce module est composé de trois parties :
  • Thermodynamique appliquée à l'énergétique : l'objectif de cette partie est d'apporter les outils de base en thermodynamique nécessaires pour l'ensemble de la filière Energétique.
  • Thermique solaire : l'objectif de cette partie est de faire comprendre les principes et le fonctionnement des systèmes solaires thermiques, et les calculs qui permettent de déterminer leurs performances. Des rappels de connaissances en transfert de chaleur sont intégrés dans l'enseignement.
  • Pompe à chaleur : l'objectif est de fournir les outils pour le dimensionnement de systèmes  pompe à chaleur réversibles géothermales.

Mots-clés

Contenu

Thermodynamique appliquée à l'énergétique
  • Les deux principes de la thermodynamique
  • Propriétés des corps purs
    • Diagrammes de phase.
    • Équations d'état.
    • Tables et diagrammes.
  • Propriétés des mélanges
    • Lois de Dalton de Raoult.
    • Mélanges zéotropes,
    • Mélanges azéotropes :
    • Introduction aux diagrammes de phase.
  • Cycles thermodynamiques
    • Cycle de Carnot.
    • Les Cycles à vapeur (cycles moteurs et cycle de réfrigération).
    • Les cycles à gaz (cycles moteurs et de réfrigération)
    • Cycle combiné
  • Introduction à la combustion
    • Application du premier principe.
    • Enthalpie de formation.
    • PCI, PCS.
    • Température de flamme adiabatique.
Solaire thermique
  • Le Rayonnement du Soleil :
    • La constante solaire ;
    • Définitions des angles et équations ;
    • Rayonnement sur une surface inclinée ;
    • Rayonnement extraterrestre sur une surface horizontale.
  • Le Rayonnement Terrestre :
    • Distribution des jours et des heures clairs et nuageux ;
    • Composantes diffuse et directe du rayonnement horaire, journalier, mensuel ;
    • Modèles de rayonnement diffus.
  • Les Capteurs Plans :
    • Coefficient global de perte de chaleur ;
    • Équation du capteur ;
    • Tests des capteurs ; 
    • Corrections de débit ;
    • Les Capteurs à Concentration CPC ;
    • Équation des capteurs CPC.
  • Les Charges des Systèmes Solaires :
    • Nécessité du stockage ;
    • Stratification dans les ballons ;
    • Exemples de charges fonction du temps ;
    • Charge de chauffage résidentiel.
  • Calculs Thermiques des Systèmes :
    • Modèles de composants ;
    • Utilisation d'une équation de capteur modifiée ;
    • Régulation ;
    • Fraction solaire et fraction d'économies solaires.
  • Économie des Systèmes Solaires :
    • Coût des systèmes solaires ;
    • Actualisation et Inflation ;
    • Incertitudes dans les analyses économiques.
  • Les Logiciels de Simulation :
    • Évolution des logiciels.
    • Présentation de SimSol 2.0 :
    • Les paramètres géographiques ;
    • Les besoins en eau chaude sanitaire ;
    • Les résultats et rapports  de simulation.
Centrales solaires thermodynamiques
  • Introduction - Historique
  • Technologies solaires à concentration
  • - Intérêt de la concentration
  • - Systèmes concentrateurs
  • - Composants pour la production de chaleur et la conversion en électricité
  • - Stockage et hybridation
  • État de l'art des centrales solaires thermodynamiques
  • - Centrales solaires de première génération et travaux exploratoires
  • - Centrales solaires de deuxième génération : des prototypes pré commerciaux
  • - Tours solaires
  • - Perspectives
  • - Stratégie de pénétration du marché
  • - Centrales du futur et efforts de recherche
  • - Conclusion
Pompes à chaleur
  • Principe et description d'une pompe à chaleur
  • différents composants
  • sources de chaleur
  • fonctionnement et performance d'une pompe à chaleur
  • types de pompes à chaleur
    • PAC air/eau, PAC sol/eau, PAC eau/eau, PAC air/air
  • Application

Modalité d'évaluation

  • Contrôle  continu    : 30%
  • Examen final           : 35%
  • Participation            : 05%
  • Travaux pratiques    : 30%

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Intitulé de la formation
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Lieu(x)
Intitulé de la formation Diplôme d'ingénieur Spécialité Systèmes électriques, en partenariat avec l'ITII Picardie
Type Diplôme d'ingénieur
Lieu(x) Alternance
Lieu(x) Hauts-de-France
Entrée Bac+2
Intitulé de la formation Type Modalité(s) Lieu(x)

Contact

Cnam Picardie
Avenue des Facultés
80025 Amiens Cedex 01
Tel :03 22 33 65 68
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