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Titre :	Experimental and numerical investigation of a retrofitted Organic Rankine Cycle towards its integration into a Carnot Battery
Type de document :	Travail de fin d'études
Auteurs :	Mattéo HAUGLUSTAINE, Auteur ; Francesco Contino, ; Benjamin Berger,
Editeur :	ECAM
Année de publication :	2024
Langues :	Anglais (eng)
Mots-clés :	Production d'énergie
Index. décimale :	TFE - Electromécanique
Résumé :	La transition vers des systèmes énergétiques durables nécessite des solutions innovantes pour le stockage et la conversion de l'énergie. Parmi celles-ci, les batteries Carnot émergent comme une technologie prometteuse pour l'intégration de sources d'énergie renouvelable variable dans le réseau électrique et le couplage entre chaleur et électricité. Elles fonctionnent sur les principes de base de la thermodynamique pour stocker l'énergie électrique excédentaire sous forme de chaleur, pouvant ensuite être reconvertie en électricité. Un composant clé dans les batteries Carnot à basse température est le cycle de Rankine organique (ORC), efficace pour convertir l'énergie thermique des sources de chaleur de basse à moyenne température en travail utile. Ce travail de fin d'études présente une étude expérimentale et numérique d'un ORC, visant à évaluer sa compatibilité et ses performances au sein d'un système de batterie Carnot. Le modèle numérique est conçu pour prédire les performances de l'ORC dans divers états opérationnels, fournissant une compréhension nécessaire à sa caractérisation expérimentale efficace. En parallèle des efforts numériques, le TFE mène une série de tests expérimentaux pour évaluer l'ORC dans des conditions dites "off-design". De telles conditions sont essentielles pour comprendre les défis pratiques et les comportements de l'ORC lorsqu'il est intégré dans une batterie Carnot, où des sources de chaleur variables sont envisageables. De plus, la composante expérimentale enrichit le modèle de données empiriques, cruciales pour l'affiner et améliorer sa précision prédictive. En abordant à la fois les aspects théoriques et pratiques de l'ORC dans un contexte de batterie Carnot, cette recherche apporte une contribution au développement technologique de la machine et à son optimisation ultérieure pour une meilleure intégration de la technologie ORC dans les solutions de stockage d'énergie futures. Les résultats de ce travail pourraient ainsi informer la conception et l'exploitation de batteries Carnot plus efficaces, soutenant une transition plus fluide vers les infrastructures énergétiques renouvelables.

Experimental and numerical investigation of a retrofitted Organic Rankine Cycle towards its integration into a Carnot Battery [Travail de fin d'études] / Mattéo HAUGLUSTAINE, Auteur ; Francesco Contino, ; Benjamin Berger,  . - ECAM, 2024.
Langues : Anglais (eng)

Mots-clés :	Production d'énergie
Index. décimale :	TFE - Electromécanique
Résumé :	La transition vers des systèmes énergétiques durables nécessite des solutions innovantes pour le stockage et la conversion de l'énergie. Parmi celles-ci, les batteries Carnot émergent comme une technologie prometteuse pour l'intégration de sources d'énergie renouvelable variable dans le réseau électrique et le couplage entre chaleur et électricité. Elles fonctionnent sur les principes de base de la thermodynamique pour stocker l'énergie électrique excédentaire sous forme de chaleur, pouvant ensuite être reconvertie en électricité. Un composant clé dans les batteries Carnot à basse température est le cycle de Rankine organique (ORC), efficace pour convertir l'énergie thermique des sources de chaleur de basse à moyenne température en travail utile. Ce travail de fin d'études présente une étude expérimentale et numérique d'un ORC, visant à évaluer sa compatibilité et ses performances au sein d'un système de batterie Carnot. Le modèle numérique est conçu pour prédire les performances de l'ORC dans divers états opérationnels, fournissant une compréhension nécessaire à sa caractérisation expérimentale efficace. En parallèle des efforts numériques, le TFE mène une série de tests expérimentaux pour évaluer l'ORC dans des conditions dites "off-design". De telles conditions sont essentielles pour comprendre les défis pratiques et les comportements de l'ORC lorsqu'il est intégré dans une batterie Carnot, où des sources de chaleur variables sont envisageables. De plus, la composante expérimentale enrichit le modèle de données empiriques, cruciales pour l'affiner et améliorer sa précision prédictive. En abordant à la fois les aspects théoriques et pratiques de l'ORC dans un contexte de batterie Carnot, cette recherche apporte une contribution au développement technologique de la machine et à son optimisation ultérieure pour une meilleure intégration de la technologie ORC dans les solutions de stockage d'énergie futures. Les résultats de ce travail pourraient ainsi informer la conception et l'exploitation de batteries Carnot plus efficaces, soutenant une transition plus fluide vers les infrastructures énergétiques renouvelables.