Caractérisation et optimisation d’un prototype de générateur thermoélectrique A. Nour Eddine 1 D. Chalet 1 X. Faure 2 L. Aixala 3 1 Ecole Centrale de Nantes, LHEEA lab. (ECN/CNRS), Nantes, France 2 CEA Tech Nantes– District of Pays de la Loire, Bouguenais 44340 France 3 CEA Grenoble - Thermoelectric Laboratory, Grenoble 38000, France JNTE 2018 - Journées Nationales de la Thermoélectricité 2018 Grenoble - Octobre 17-19 2018
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Caractérisation et optimisation d’un prototype de générateur thermoélectrique
A. Nour Eddine1 D. Chalet1 X. Faure2 L. Aixala3
1 Ecole Centrale de Nantes, LHEEA lab. (ECN/CNRS), Nantes, France 2 CEA Tech Nantes– District of Pays de la Loire, Bouguenais 44340 France
3 CEA Grenoble - Thermoelectric Laboratory, Grenoble 38000, France
JNTE 2018 - Journées Nationales de la Thermoélectricité 2018
Grenoble - Octobre 17-19 2018
PLAN
A. Nour Eddine | JNTE 2018 |18 Oct. 2018 2
1. Contexte
2. Introduction
3. Objectifs
4. Matériels & Méthodes
5. Résultats & Analyses
6. Perspectives
Contexte
Modélisation et Optimisation d’un Système d’Energie à l’Echappement des Moteurs de Navires Utilisant la Thermoélectricité (Effet Seebeck)
A. Nour Eddine | JNTE 2018 |18 Oct. 2018
Acteurs CEA Tech – Grenoble ECN - Thermodynamique des systèmes moteur CEA Tech – Nantes
Compétences
Apport • Expertise dans les matériaux TE
• Fourniture de prototypes et de modules TE
• Expertise dans le domaine moteur
• Montage et instrumentation du banc d’essai moteur
• Plateforme d’énergie marine et showroom
• Contact avec les clients potentiels dans la région
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Contexte
Objectives
A. Nour Eddine | JNTE 2018 |18 Oct. 2018
Conception et optimisation d’un TEG lors de l’intégration sur un vrai moteur
Modélisation
Réalisation d’une analyse physique du comportement de différents composants du TEG avec les gaz d’échappement
Réalisation d’un modèle du TEG en utilisant GT-Suite pour tester de potentielles futures applications grande échelle (application maritime)
Conception et fabrication d’un Démonstrateur mobile permettant de caractériser le TEG dans une vraie intégration moteur
Expérimental
Conception des bancs d’essais permettant de caractériser les composants du TEG sur les points de fonctionnement moteur ainsi que valider les modèles.
Phase I
Phase II
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Contexte
Introduction
App. Maritime
App. Automobile
Banc Moteur
Etapes du projet
Objectifs
Matériels & Méthodes
Résultats
Perspectives
A. Nour Eddine | JNTE 2018 |18 Oct. 2018 5
Pourquoi l’application Marine?
Grand enjeu économique
> Sensibilité forte du secteur maritime au prix du carburant
> Une réduction de consommation de 1 %↔ 50,000$ d’économie pour un trajet entre
Europe et l’Asie
5%
9%
13%
1%
1%
50%
21%
Cout opérationnel des navires[5]
Equipage
Entretien
Assurance
Stockage
Administration
Fuel
Frais du port
[5] Stopford M. Maritime economics. Routledge; 2009
Contexte
Introduction
App. Maritime
App. Automobile
Banc Moteur
Etapes du projet
Objectifs
Matériels & Méthodes
Résultats
Perspectives
A. Nour Eddine | JNTE 2018 |18 Oct. 2018 6
Solution Adoptée
Réduction de la vitesse des navires
> Réduction de vitesse du navire et réduction de consommation proportionnelles à l’ordre 3
𝐹𝐶𝑣0= 𝐹𝐶𝑣1
.𝑣0
𝑣1
3,3 𝑎𝑣𝑒𝑐 𝑣0 > 𝑣1
[7]
> Réduction de vitesse de 10% ↔ ↓ 27% de CO2/unité de temps et 19%/unité de distance.