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Energétique des Systèmes Solaires

Informations


Coordinateur de la thématique

Plaquette de la thématique
PABIOU Hervé



Tel :04.72.43.63.85

CETHIL - UMR5008
Bât Sadi Carnot
9 rue de la physique
INSA de Lyon
69621 Villeurbanne Cedex
 

Personnel Permanent de la thématique


M. AMARA (CR CNRS)
J. BRAU (PR Emérite INSA)
S. GIROUX-JULIEN (MCF UCBL)
K. JOHANNES (MCF UCBL)
F. KUZNIK (MCF INSA)
H. PABIOU (CR CNRS)
J-J. ROUX (PR INSA)
J. VIRGONE (PR UCBL)
S. XIN (PR INSA)

Axes de recherche de la thématique

Thématique TS5 - Energétique des Systèmes Solaires


Contexte

Dans le contexte général de la réduction des émissions de gaz à effet de serre et des économies d'énergie, les efforts de recherche menés au sein de la thématique visent au développement de technologies à haute efficacité énergétique. Les études menées concernent la conversion de l'énergie solaire en énergie utile : production de chaleur et/ou d'électricité et stockage de l'énergie. Les études sont déclinées sur plusieurs niveaux depuis les phénomènes physiques fondamentaux jusqu'aux modèles globaux permettant une description simple et fiable du système.

Objectifs

  • Étudier et modéliser l'impact des conditions d'intégration sur la photoconversion dans les cellules photovoltaïques;
  • Étudier la convection naturelle dans les systèmes solaires semi-ouverts : transferts de chaleur couplés, conditions aux limites ;
  • Développer de nouveaux concepts de composants hybrides photovoltaïques-thermiques ;
  • Développer de nouveaux concepts de stockage de chaleur inter-saisonnier ;
  • Analyser les transferts de chaleur dans les systèmes de stockage et notamment dans les matériaux à changement de phase ;
  • Analyser et modéliser les transferts thermiques à l'interface entre l'air et un matériau à changement de phase.

Compétences scientifiques

L'approche à différents niveaux - de l'analyse locale à la modélisation globale - des systèmes solaires est réalisée de façon expérimentale et numérique :

  • Modélisation des couplages d’énergies au sein des cellules photovoltaïques. Comportement des cellules photovoltaïques intégrées au bâtiment dans un environnement urbain.
  • Étude des transferts convectifs au sein des systèmes semi-ouverts (type façades double-peaux) : analyse de l'interaction dynamique/thermique dans les canaux verticaux ouverts aux extrémités avec chauffage pariétal.
  • Étude des différentes voies de stockage inter-saisonnier et réalisations de modèles globaux.
  • Analyse du changement de phase par convection naturelle au sein d'un bloc de matériau
  • Optimisation des échangeurs air-air pour le chauffage des bâtiments


Moyens expérimentaux : bancs expérimentaux pour l'étude de la convection naturelle dans une ambiance contrôlée, veines d’air contrôlées basse et haute température (20°C, 150°C), PIV-LIF, LDV-2D.

Quelques actions en cours

 

  • Programme Européen CONCERTO- FP6. « Renewable ENergy Acting In SuStainable And Novel Community Enterprises » (RENAISSANCE) 2005-2011 ;
  • ANR-PREBAT « Redéfinition des EnveloppeS des bâtimentS par Optimisation et Utilisation Rationnelles de Composants générateurs d’Electricité Solaire » (RESSOURCES) 2008-2011 ;
  • ANR-PREBAT « Composant d’enveloppe de bâtiment en briques de verre associant Inertie et Isolation Translucide à partir de MCP et d’aérogels granulaires » (INERTRANS) 2008-2011 ;
  • ANR-STOCK-E « Utilisation de Méthodes d’Identification pour la Caractérisation des Matériaux à Changement de Phase » (MICMCP) 2010 – 2013 ;
  • ANR-STOCK-E « Stockage Inter Saisonnier de l’Énergie Thermique dans les Bâtiments » (STAID) 2010 – 2013 ;
  • ANR-STOCK-E « Stockage thermique pour le chauffage thermodynamique à air des logements » (STOCK AIR 2) 2010-2013 ;

 

Collaborations internationales

Université de Tshingua de Pékin (Chine) - CFD Laboratory - University of New South Wales (Australie) - DIPTEM - Université de Gênes (Italie) - Fraunhofer ISE de Freiburg (Allemagne) - Université de Saragosse (Espagne) - Institut de la Maîtrise de l’Energie de l’Université de Tananarive (Madagascar) - Politecnico di Torino (Italie)

Partenariats industriels

CSTB, Edf R&D, Tenesol, Hydro-Building Systems, Cabinet d'architecte Jacques Ferrier, CEA, CRISTOPIA. Kaplan Energy,Airwell, Ribo