Modelization and analysis of the flux collected by a solar tower plant in a realistic atmosphere : solar plant - atmosphere system coupling in a radiative transfer Monte-Carlo code
Modélisation et analyse du flux collecté par une centrale solaire à tour dans une atmosphère réaliste : couplage centrale solaire - atmosphère dans un code de transfert radiatif Monte-Carlo
Résumé
The flux collected by the receiver of a solar tower plant is traditionally estimated by the only consideration of the direct solar radiation reflected by the heliostat field. In this thesis, we propose the development of a new version of an atmospheric radiative transfer code to consider not only the flux from direct solar radiation reflected by heliostats but also all the other contributions as the scattered solar radiation, the solar radiation reflected by the ground, on so on. To perform that, the Monte-Carlo atmospheric radiative transfer code SMART-G is chosen and developed to allow the incorporation of a solar tower plant in a realistic atmosphere. The method to create this new tool is completely described and validated. The use of this new tool has proved to be essential for a correct estimate of the flux collected by a solar tower plant located in a desert. An first analysis of the environnemental gain is realized for the annually collected flux of the PS10 solar tower plant, placed in Ouarzazate in Maroc.
Le flux collecté par le récepteur d’une centrale solaire thermique à tour est traditionnellement estimé en ne considérant que le rayonnement solaire direct réfléchi par le champ d’héliostats. Nous proposons dans cette thèse le développement d’un code de transfert radiatif atmosphérique amélioré pour non seulement considérer la contribution du rayonnement solaire direct réfléchi par les héliostats, mais aussi toutes les autres contributions incluant le rayonnement solaire diffus par l'atmosphère, réfléchi par le sol, etc. Pour cela, le code de transfert radiatif atmosphérique Monte-Carlo SMART-G est choisi et est développé pour y incorporer une centrale solaire à tour dans une atmosphère réaliste. La méthode pour la création de ce nouvel outil est décrite et validée. L’utilisation de ce nouvel outil se révèle être essentielle pour une correcte estimation du flux collecté par une centrale solaire à tour localisée dans un milieu désertique et une première analyse des gains environnementaux est présentée pour le flux collecté annuellement pour la centrale PS10 placé à Ouarzazate au Maroc.
Origine : Version validée par le jury (STAR)