Agrégation concours externe
Section : Sciences Industrielles de l’Ingénieur
Épreuve d'admissibilité
Options :
- Sciences Industrielles de l’Ingénieur et Ingénierie Mécanique,
- Sciences Industrielles de l’Ingénieur et Ingénierie Électrique,
- Sciences Industrielles de l’Ingénieur et Ingénierie des Constructions.
Support : Centrale solaire à tour PS 10
La centrale à tour PS 10 est composée d’un champ d’héliostats pour une surface réceptrice de 75 500 m²,réfléchissant les rayons solaires sur un récepteur, ou « bouilleur », placé en haut d’une tour.Ce récepteur convertit le flux solaire rayonnant en un débit de vapeur d’eau saturante à une pression de l’ordre de 40 bars et une température de 250°C.
Le débit de vapeur saturante produit alimente une turbine à vapeur qui convertit la puissance thermodynamique de la vapeur en une puissance mécanique.Cette turbine entraîne un alternateur d’une puissance utile nominale de 11 MW qui convertit la puissance mécanique en puissance électrique délivrée au réseau.
Problématique
L’étude proposée vise à évaluer les performances énergétiques et la viabilité économique d’une centrale solaire à tour, à partir d’une modélisation des transferts et conversions de puissances depuis la captation sur les surfaces réfléchissantes, jusqu’à la réinjection sur le réseau de distribution de l’électricité produite.
La partie 2 : champ d’héliostats :
- Modélisation des pertes,
- Analyse des héliostats,
- Calcul de la capacité de concentration du flux lumineux.
La partie 3 :
- Modéliser les flux de chaleur dans le récepteur f
- Calcul du rendement.
La partie 4 :
- Déterminer le rendement du cycle thermodynamique,
La partie 5 :
- Convertir l’énergie mécanique en énergie électrique pour en déduire le rendement.
La partie 6 :
- Évaluer le coût de l’électricité produite par cette centrale solaire et la viabilité économique de l’installation à moyen terme.