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J. Sc. and Tech, Vol 01, Issue 00, March 2019
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Journal
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J. Sc. and Tech, Vol 01, Issue 00, March 2019
2
About the Journal
Journal of sciences and Technology is an international journal specialized in research studies on
sciences and Technology , published in Arabic and English, by the Institute of Science and
Technology from the University Center Amine Elokkal Elhadj Moussa Eg Akhamouk of
Tamanrasset
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University Center Amine Elokkal Elhadj Moussa Eg Akhamouk, Institute of Science and Technology,
PO BOX 10034 Tamanrasset 11000, Algeria
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Prof. Abderrahim Benmoussat
University Center Amine Elokkal Elhadj Moussa Eg Akhamouk, Institute of Science and Technology,
PO BOX 10034 Tamanrasset 11000, Algeria
Email: [email protected]
Editorial Team
EDITOR-IN-CHIEF
Prof. Abderrahim Benmoussat , Institute of Sciences and Technology, University Center Amine Elokkal
Elhadj Moussa Eg Akhamouk PO BOX 10034 Tamanrasset 11000, Algeria
Section Editor: Engineering Sciences
Prof. Khalil Belakhdar University Center Amine Elokkal Elhadj Moussa Eg Akhamouk PO BOX 10034
Tamanrasset 11000, Algeria
Section Editor: Matter Sciences
Prof. Mohamed El amine Benammar , University Center Amine Elokkal Elhadj Moussa Eg Akhamouk
PO BOX 10034 Tamanrasset 11000, Algeria
Section Editor: Life Sciences
Dr Brahim Bouras , University of Tlemcen , Algeria
EDITORIAL BOARD
Prof Stefano Trasatti, chemical department, university degli Studi of Milano, Italy
Prof Maizirwan Mel, bioengineering department, International Islamic university of Malaysia
Prof Leila Dhouibi, University of ElManar, Tunisia
Prof. Yasser Benamor , University of Carthage, Tunisia
Prof. Souad Hadjaji, University of Rabat , Marocco
Prof. Mukhtar Shaglouf, university of sirte, Libya
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Prof Abdelghani Choucha, University Center Elhadj Moussa Eg Akhamouk Tamanrasset, Algeria
Prof Abdelghani Boubekri, Mechanical department , University of Ourgla, Algeria
Prof Resek Alkama, University Abderrahmane Mira of Bejaia, Algeria
Prof Abdelhak Boussaid, Physics deparment, University of Tlemcen, Algeria
Dr. Inocencio Rafael Martín Benenzuela Université de La Laguna Tenerife Espagne.
Pr. Diaf Madjid Université Badji Mokhtar Annaba
Pr. Khiari Saidi Université Chadli Bendjedid El Tarf
Pr. Mohammed Sellami, University Center Elhadj Moussa Eg Akhamouk Tamanrasset, Algeria
Pr. Abdellatif Megnounif, Tlemcen University – Algeria
Pr. Messaoud Hamouda, University of Adrar, Algeria
Pr. Lazhar Bechki, University of Ouargla – Algferia
Pr Mellouki Moulay Abderrahmane, University Center Elhadj Moussa Eg Akhamouk Tam., Algeria
Pr Mohammed Hadjel, University of Sciences and Technology Oran – Algeria
Pr Abdelaziz Bendraoua, University of Sciences and Technology Oran – Algeria
Pr Lahcen Tennouga, Tlemcen University – Algeria
Pr. Mohamed Reda Menani, Batna University, Algeria
Pr Boumediène Lasri , Saida University, Algeria
Pr Abderrahmane Boumezber , Tebessa University, Algeria
Pr Mohammed Hadjadj, Ourgla University – Algeria
Pr Belkacem Draoui, Bechar University , Algeria
Pr Boubeker Saidate, Laghouat University – Algeria
Pr Djamal Bechki, Ouargla university – Algeria
Pr Kamel Tadjine, University Center Elhadj Moussa Eg Akhamouk Tamanrasset., Algeria
Pr Benamar Bouhafs, Tlemcen University, Algeria
Pr Abdelhakim Benosman , Tlemcen university, Algeria
Dr Abdallah Mellouki, Tebbouk University – Saudi Arabia
Dr Khaldoun Beni Hani, University of Sciences and Technology, Jordan
Dr Hocine Zerguini, Laghouat University, Algeria
Dr Tarek Darias, Batna university – Algeria
Dr Nefa Brinis , Batna university – Algeria
Dr Mouloud Nefis, University Center Elhadj Moussa Eg Akhamouk Tamanrasset., Algeria
Dr Redouane Zakaria, University Center Elhadj Moussa Eg Akhamouk Tamanrasset., Algeria
Dr Mohamed El Amine Bekkouche, Research unit on renewable Energy, Ghardaia - Algeria
Dr Djelloul Djafer, Research unit on renewable Energy, Ghardaia - Algeria
Dr Mohamed Benhamou, Research unit on renewable Energy in Sahara, Adrar – Algeria
Dr Abdelhamid Bendekken, Geophysics and Astrophysics Research Center, Tamanrasset - Algeria
Dr Mohamed Amari, Adrar University – Algeria
Dr Mechati Bougoufa , University Center Elhadj Moussa Eg Akhamouk Tamanrasset., Algeria
Dr El Atbi Bouknina , El Bayadh university center, Algeria
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EDITORIAL OFFICE
Dr Yacine Azizi, University Center Elhadj Moussa Eg Akhamouk Tamanrasset., Algeria
Dr Tarek Azizi, Dr Mouloud Nefis, University Center Elhadj Moussa Eg Akhamouk Tam., Algeria
Dr Lakhdar Chaib, University Center Elhadj Moussa Eg Akhamouk Tamanrasset., Algeria
Dr Bekar Lasker, University Center Elhadj Moussa Eg Akhamouk Tamanrasset., Algeria
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Access journal published by the faculty of sciences and technology of the University center of Tamanrasset
(Algeria).
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include original research articles, case report, review article, and short communication. All contributions will
be peer-reviewed according to appropriate criteria. It covers a wide range of academic disciplines, mainly:
• Sciences of matter,
• Engineering sciences,
• Life sciences,
and it contributes to the progress and application of science by publishing scientific information which enable
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access to the full text of research papers, which is in the best interests of the scientific community.
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dated and signed in blue ink, should be submitted as a supplementary file during submission process of the
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Telephone, fax and E-mail address
Abstract— A short abstract may be provided which summarizes the content of your paper. Abstract should contain about 200
words and with 10 font size, Times New Roman, justified, single line spacing.
Keywords—(Font Size, bold, Italic): 5 words that are written with 9 font size and separated with commas.
1. Introduction (Title New Roman, 12 Font Size, bold)
The full paper shall be written with Times New Roman font, single line spacing and 11 font size
containing the description of subject, problematic and method of realization
2. Materials and methods
Equipment and method that have been used in the work must be stated clearly and subtitles should be
used when necessary. If the numerical method have been used in the work, it must been presented
clearly with the adequate software
3.1 Subtitle
First degree titles (3.) should be written left aligned (Times New Roman, 12 font size, bold). 2nd
degree subtitles (3.1) should be written left aligned (Title Times New Roman, 12 font size, bold).
Figure 1. Figure legend (Times New Roman, 10 font size, Italic, centered)
Table 1. Table legend(Times New Roman, 10 font size, Italic, centered)
3. Results and discussions
Results of the work and supporting figures, tables and images of the results should take part in the
manuscript.
4. Conclusion
If all authors follow these guidelines as much as they find feasible, the Volume of manuscript will have a
professional, semi-uniform appearance and can be produced without too much extra work.
5. References
Resources that have been presented inside [ ] in the text with numbers should be listed according to their
order in the text. References that have been presented in the references list should be prepared in a format
according to the reference type shown below:
1. F. Fotsa-Ngaffo, A.P. Caricato, F. Romano, Optical properties of ITO/TiO 2 single and
double layer thin films deposited by RPLAD, Appl. Surf. Sci. 255 (2009) 9684-9687.
2. I. Boukef, M. Trad, H. Makni, M. Elbour, A. Boudabbous, Qualité Bactériologique de
quelques effluents urbains traités et rejetés dans l’environnement : Proceedings of the
International Conference WATRAMA, Tunis, October 25–28 (2000) 40–45.
3. Name of author, (year), title of thesis, university and country
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CELLULES SOLAİRES TANDEM A PUİTS QUANTİQUE
ALXIN1-XAS /GAYIN1-YAS
AMIRI Benameur1, TAB Slimane2
1Laboratoire physique et dispositifs semiconducteur (lpds), université Bechar Tahri Mohamed, BP 417 Bechar
,[email protected] 2Université Saida Tahar Moulay, Saida 20.000
Résumé— Nous avons étudié la faisabilité des cellules solaires à puits quantiques dans l’amélioration d’efficacité des
cellules solaires tandem nanomatériaux (faible dimensions), où un ensemble de jonction peut être lié en séries, avec des
bandes interdites couvrant la totalité du spectre solaire. La théorie permet d’adapter un ensemble de bandes interdit effective
répondant à l’exigence des cellules solaires tandem par la technologie d'ingénierie de bande interdite pour un rendement
maximale. Dans le présent travail on étudie les cellules solaires tandem basées sur la structure de puits quantique AlxIn1-
xAs/GayIn1-yAs/AlxIn1-xAs. L’utilisation des puits quantique à base d’AlxIn1-xAs/GayIn1-yAs avec des concentrations en Al à
x = 0,80% et Ga à y = 0,42% dans les cellules solaires tandem à faible dimension Conduit à une révolution majeure de
rendement quantique.
Mot clé—: cellules solaires, tandem nanomatériaux, bande interdite effective, puits quantiques, rendement.
1. Introduction
L’idée de cellules solaires tandem a commencé à être discutée au débit des années 1960 et a été
considérée comme prometteuse. La situation a commencé à changer à la fin des années 1980, lorsque
de nombreux groupes de recherche ont concentré leurs efforts sur les développements de différents
types de cellules solaires à double jonction. Il n’ya aucun doute scientifique ou théorique que ces
espoirs seront justifiés lorsque des matériaux appropriés. Parmi les matériaux III-V, il s’agit de
GaInAs/AlInAs qui sont mieux adaptés en paramètre de mailles. Une nouvelle approche impliquant
l’utilisation de matériaux à puits quantique (QW) a été proposée pour le développement de cellules
solaires, des conceptions de (CQW) plus récents ont utilisé une structure pin [1] avec les QW situés
dans la région intrinsèque. Historiquement, les premières (CQW) pin étaient dans le système matériel
AlGaAs/GaAs sur GaAs [2,3]. Le InGaAs a une bande interdit EG=0.67eV qui peut être absorbé la
plus grande longueur d’onde, en gardant à l’esprit que le confinement quantique augmente la bande
interdite effective des (QW). Les (QW) ont des avantages pratiques en raison des niveaux d’énergie
quantifié et de la plus grande flexibilité dans le choix des matériaux. En particulier, cela permet
l’ingénierie de la bande –gap pour une meilleure correspondance avec le spectre incident. L’absorption
peut être modifié en changent la largeur du (QW). Le présent travail porte sur l’étude des cellules
solaires tandems à base de structure à dimensions réduite. Chaque sous cellule de cet empilement de
jonctions est composée d’un nombre de puits quantiques bien défini. Le choix de multi-jonctions à
puits quantique est dû au fait qu’à l’aide de cette structure il est possible d’obtenir des largeurs de
bandes interdites approprié, ce qui répond à l’exigence des cellules solaires tandems. Pour la
construction de cette structure on a besoin seulement de deux matériaux la barrière (avec une large
bande interdite) et le puits (avec une bande interdite petite), ce qui permet d’obtenir des bandes
interdites allant de la plus petite à la plus grande valeur. Le calcule dans la première partie consiste à
résoudre numériquement l’équation de Schrödinger et de déterminer les fonctions d’ondes et les
valeurs propres. Le choix des valeurs théoriques sont prise d’un travail de Martin Green. Dans la
deuxième partie on a calculé le coefficient d’absorption α(E) du puits quantique en prenant en compte
la contribution de tous les éléments, électron, trous léger et lourds et l’effet Spin-Orpit on fait
appel au calcul du premier principe.
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2. Matériels et méthodes
Notre but est de trouver des solutions de l'équation de Schrödinger pour une énergie potentielle qui
piège la particule dans une région. Pour ce la nous considérerons deux approches numériques pour
résoudre l'équation de Schrödinger : (1) la méthode des différences finies et (2) une méthode
matricielle où les valeurs propres d'une matrice donnent les énergies totales et les fonctions propres les
fonctions d'onde correspondantes.
3. Résultats et discussions
L'objectif de ce travail est de calculer les niveaux énergétiques (les états liés), qui se trouvent dans le
puits, pour les électrons dans la bande de conduction et les trous léger et lourd dans la bande de
valence. Pour cela, en fixant le nombre (M) des puits et nos fait varier simultanément la largeur de la
barrière de 1 jusqu’à 30 nm et l’épaisseur du puits de 0.8 nm à 30 nm. Les relations définissant
E=f(Lw, LB) et qui résultent de la résolution des équations caractéristiques sont présentées sur la
figure.1.En l’absence des pertes le rendement théorique des cellules photovoltaïques pourrait atteindre
80 à 90%. La singularité de ce travail est que la largeur de la bande interdite EG (l’énergie effective)
peut être modulée en fonction de la taille et le nombre du puits quantique. Par exemple pour avoir un
EG=1.34 eV dans la structure on a besoin 4 puits quantique dans la barrière est de 10nm et le puits de
20nm. Pour la gamme étudiée le puits Lw allant de 10 à 30 nm et Lb de 1 à 30 nm et pour 1 à 5 puits
les courbes ont la même forme. On peut voir que les effets quantiques peuvent augmenter la valeur de
l'écart sur plusieurs eV. Ainsi, avec le même matériau, en faisant varier la taille et le nombre du puits
quantique, il devient possible d'adapter son gap en fonction des besoins, ce qui n'était possible qu'avec
des semiconducteurs massives. Cette propriété a été exploitée pour avoir des lacunes interdites. Par
exemple, il faut construire une série de jonctions (multi-jonctions) capables d'absorber le maximum du
spectre solaire. Les résultats obtenus montrent que la structure de puits quantique AlxIn1-x As
/GayIn1-yAs/ AlxIn1-xAs permet d'obtenir des bandes gaps effectives variant de 0,69 à 2,24 eV, ce
qui leur permet d'être un meilleur candidat pour la fabrication de cellules solaires tandem. Les données
publiées dans la littérature, et en particulier le travail de M. Green et al [4], où l'efficacité théorique
des cellules solaires tandem calculées est basée sur le principe de l'équilibre détaillé démontre la
possibilité d'augmenter l'efficacité de la cellule tandem en augmentant le nombre de jonctions avec des
bandes interdites appropriées. Dans ce travail, les valeurs des bandes effectives des sous-cellules sont
utilisées ainsi que l'efficacité des choix de configuration des structures. Les valeurs de ces bandes sont
extraites des données de la Figure.1, ces valeurs nous ont permis d'atteindre une compilation de jusqu'à
six jonctions avec une efficacité limite de 59,2%. Les résultats obtenus sont résumés dans le Tableau
1. Ainsi avec le même matériau, en jouant sur la taille et le nombre du puits quantique, il devient
possible d’adapter son gap en fonction des besoins, ce qui n’était possible avec des semi-conducteurs
massive qu’en jouant sur la composition chimique du matériau, par effet d’alliage. Cette propriété a
été exploitée pour avoir des bandes interdite EG qu’on a besoins pour construire une série des
jonctions (multijonctions) capable d’absorbé le maximum du spectre solaire. Results of the work and
supporting figures, tables and images of the results should take part in the extended abstract.
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Figure 1.Energie de confinement des porteurs
en fonction de la largeur de barrière.
4. . Conclusion
Un modèle pour les cellules solaires de puits et super-réseaux a été développé et utilisé pour étudier
théoriquement, grandes tendances qualitatives dans les performances des cellules solaires quantiques.
Les résultats de cette recherche fournissent une image plus complète de ces dispositifs et devraient
fournir un guide utile pour sa conception. Le modèle permet d'optimiser les performances de la cellule
solaire en fonction de plusieurs paramètres de la cellule solaire. La largeur et la profondeur des puits,
le nombre des puits dans la région intrinsèque sont considérés dans le modèle à atteindre le rendement
de conversion maximal.
5. Références
1. Barnham K WJ and Duggan G, A new approach to high-efficiency multi-bandgap solar cells J.
Appl. Phys. 67 (1990) 3490–3.
2. Barnham K W J, Braun B, Nelson J, Paxman M, Button C, Roberts J S and Foxon C T, Short-
circuit current and energy efficiency enhancement in a lowdimensional structure photovoltaic
device Appl. Phys. Lett. 59 (1991) 135–7.
3. Connolly J P, Barnham K W J, Nelson J, Roberts C, Pate M and Roberts J S, Short circuit current
enhancement in GaAs/AlGaAs MQW solar cells Proc. 2nd World PV Energy Conversion Conf.
Vienna (1998) 3631–4.
0 5 10 15 20 25 300,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4 Largeur de barriere
1 nm
2 nm
3 nm
4 nm
5 nm
10 nm
20 nm
30 nm
Puits quantique
En
erg
ie d
e G
ap
Eg
eff
(eV
)
Epaisseur puits Lw (nm)
Table 1.Le rendement et energies de gap effectif
et pour les cellules tandem
ɳ(%) N(Cells) 1 2 3
32.9
Eg E1 E2 E3
1.34
M 4
Lb 10
LW 20
45.3
0.94 1.61
M 4 1
Lb 35 18
LW 35 14
51.2
0.93 1.37 1.91
M 3 3 1
Lb 25 18 10
LW 25 18 20
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MODELİNG OF A CONCENTRATİNG SOLAR POWER PLANT(CSP)
FOR THE DESALİNATİON OF SEAWATER. Remlaoui Ahmed1, Nehari Driss , Elmeriah Abderrahmane
Laboratory of Intelligent Structures, University Center Belhadj Bouchaïb, Ain Témouchent
B.P 284Rp - 46000 Ain Temouchent, Algeria
Abstract—This article deals with the desalination of seawater and brackish water can face the problem of water scarcity.
Currently, among the various desalination processes, the reverse osmosis technique is the most used. Electricity consumption
is the most attractive factor in the cost of operating seawater by reverse osmosis in desalination plants. Desalination of water
by solar energy can be considered as a very important drinking water alternative. For determining the electrical energy
consumption of a single reverse osmosis module, we used the System Advisor Model (SAM) to determine the technical
characteristic and cost of the installation with concentrating solar power (CSP)
Keywords—desalination; Seawater; drinking water: reverse osmosis; the cost; solar energy; modélization; SAM
1. Introductıon
Desalination of brackish water or seawater by conventional treatment units requires a high electrical
and / or calorific energy. Among the processes, distillation and reverse osmosis are technologies
whose performance has been proven for desalination of salt water [1].Concentrated solar collectors are
more suitable for electricity generation for coupling with desalination processes [2].During our
modeling and simulation work we used software, SAM (System Advisor Model) [3] for the energy
study of a cylindro-parabolic concentrator.
The objective of this work is the technical and economic study of a cylindrical-parabolic installation
used to produce electricity consumed by a reverse osmosis module.
2. Materıals and methods Présentation of the cylindro-Parabolic power plant used and the reverse osmosis Module: The solar
power plant concentrating on the north-south axis. The solar rays are concentrated on a receiving tube.
Inside this tube circulates a heat transfer fluid (Therminol VP-1) which will be used to collect and
transport heat, the fluid temperature can reach up to 400 ° c. The heat of the heat-transfer fluid is
transmitted to the water which vaporizes, the steam produced actuates a turbine, the alternator which
produces electricity is driven by this turbine. This plant has a melted salt reservoir that stores heat for
several hours, as shown in Figure 1.
Figure 1.Configuration of the concentrating solar power CSP.
SAM is designed to work with typical weather data of the year. The site chosen for the simulation is
that of the region of Ain Témouchent. Reverse osmosis module uses 246 pressure tubes, each tube
equipped with 7 membranes (SW 30 HR-380). The permeate flow rate is 20000 m3/d and the
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conversion rate is 47%. According to the manufacturer's data, the electrical power of a single module
is 4101kw and the energy consumption of the system is 4.92 Kwh/ m3.
3. Results and discussions
3.1. System performance:
The energy generated by each month and the thermal energy for storage illustrated in Figure 3. It can
be seen that the maximum energy was generated during the month of July (1900 MWh) with the
maximum energy stored ( 118 MWh)
Figure 2.Monthly energy generated and thermal energy in storage (MWh).
3.2. Technical characteristics and system costs:
The simulation is carried out using the SAM software, the technical characteristics of the CSP system
are shown in Table 1.
Table 1.Technical characteristics of CSP system.
The variables Values
Collector Reflective Opening Area (m2) 817.5
Opening width, total structure (m) 5.75
Length of collector assembly (m) 150
Number of modules per assembly 12
Average length of the surface at the focal
length (m)
2.11
Distance between assemblies (m) 1
Receiver Inside diameter of absorber tube (m) 0.076
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4. Conclusion This article focuses on the techno-economic modeling of a cylindro-parabolic power plant to generate
the electrical energy required for desalination by reverse osmosis. The results show that the plant
consists of 12 collectors generating energy of 1900MWh and able to store a thermal energy of
118MWh for a total cost of installation by capacity 740981 DA / KW.
5. References
1. GALUS C,Les techniques de dessalement de l'eau de mer prennent de l’essor, extrait du
Monde, 2000.
2. Erich Saettone, Desalination Using a Parabolic Trough Concentrator, Applied Solar
Energy. 48(2012) 254–259.
3. Nate Blair, System Advisor Model, SAM2014.1.14: General Description, National
Renewable Energy Laboratory. (2014).
Outer diameter of absorber tube (m) 0.08
The solar field Line spacing (m) 15
Irradiation (W / m²) 950
Thermal field production (MW) 23.5613
Solar Field Area (acres) 25
Total Area (acres) 35
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ETUDE PAR CAMERA THERMIQUE DE L’ECHAUFFEMENT DES
PANNEAUX PHOTOVOLTAÏQUES ET DE L’EFFICACITE DU
REFROIDISSEMENT PAR CIRCULATION D’EAU
Mohamed Fathi, MahfoudAbderrezek, Karim Tabani
Unité de Développement des Equipements Solaires, UDES / Centre de Développement des Energies
Renouvelables, CDER, 42415Tipaza, Algérie E-mail : [email protected], [email protected]
Résumé— L’utilisation de l’énergie solaire est très propice pour l’Algérie vu son rayonnement des plus favorable au monde.
Cependant, les conditions d’utilisation avec des températures élevées conduit à des pertes de puissance importantes des
générateurs photovoltaïques. Une des solutions que nous avions testé à travers cette étude est l’utilisation de la circulation
d’eau face avant pour refroidir les cellules solaires est gagner en puissance crêtes. Une étude appropriée par caméra
thermique est menée et nous a permis de mettre en évidence l’efficacité de notre mode de refroidissement pour réduire
uniformément la température.
Mots Clefs : Photovoltaïque, énergie solaire, refroidissement, camera thermique, générateurs
1. Introduction
Le programme Algérien des énergies renouvelables se trouve dans les priorités nationales et
cible 22000 MW d’énergie produite d’origine renouvelable pour 2030. L’énergie solaire
photovoltaïque est l’une des plus prometteuse et importante de ce programme : elle
représentera 13560 MW pour l’an 2030[1]. L’un des défis majeur dans l’application du
photovoltaïque pour les régions chaudes: à partir des hauts plateaux au sud Saharien réside
dans la problématique de perte de puissance avec la haute température [2]. Pour se faire nous
avons développé un système de refroidissement par circulation d’eau face avant des panneaux
solaire représenté par la figue 1. Ce système est destiné aux régions disposant de nappe d’eau
ou bien près de courant d’eau [3]. Des exemples à travers le monde ont permis ces dernières
années de démontrer les applications de cette technique appropriée dans les régions à courant
d’eau (rivière, Lac, Mer, nappe souterraine, etc.) ou bien encore par récupération des eaux
pluviales.
2. Matériels et méthodes :
2.1 Tests thermiques et électriques des modules PV
Dans ce travail l’étude de l’efficacité du refroidissement des panneaux photovoltaïques par
circulation d’eau en face avant est effectuée selon deux modes : thermique et énergétique. Des
outils de diagnostic et de caractérisations électriques des modules PV sont présentés afin de
prouver le gain obtenu avec cette méthode. Dans ce travail et afin d’étudier l’effet de
refroidissement du module photovoltaïques par la circulation d’eau en face avant, nous avons
utilisé la caméra thermique type FLIR T640bx.le principe de fonctionnement ce type de
camera est basé sur la détection des rayonnements thermique émis par le module PV sous
forme des rayons infrarouge, ce dernier est capter par des détecteurs infrarouge installé sur la
caméra [4].
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Figure 1. Schéma synoptique et vue réel du banc d'essai de refroidissant du module
photovoltaïque avec circulation de l’eau en face avant.
3. Résultats et discussions
La caméra thermique produit une image radiométrique qui permet la lecture des valeurs de
température ponctuelles de plusieurs points sur le même objet. Ainsi, on notera que sans
refroidissement la température du panneau PV est de 48°C et pendant le cycle de refroidissement elle
diminue à 38°C cela pour une irradiance à 840 W/m2 (Octobre 2017, région Bou Ismaïl, W. Tipaza).
Pour calculer les paramètres électriques du module PV avant et après le refroidissement, un analyseur
solaire de type Prova-200A est utilisé, cette appareille nous a permis de calculer les paramètres
principaux des modules PV. Globalement, nous trouvons une nette amélioration des profils thermiques
ce qui a conduit à une amélioration des caractéristiques électrique. Ainsi, la puissance crête est passée
de 125,3W à 141,3W ce qui représente une amélioration nette de 12,8%.
En effet, cette amélioration est due à l’amélioration de la tension en circuit ouvert du module PV par le
refroidissement. On citera la loi de Varshni [5]
.EG (eV) = Eg0 –α T2
(T + β)⁄
Où : T est la température absolue en Kelvin,
α et β sont deux constantes du matériau semi-conducteur du module PV,
où Eg0 est l'énergie de bande interdite à 0 ° K.
0 5 10 15 20 25 30 35
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Pui
ssan
ce(W
att)
Tension(Volt)
P(sans eau)
P(avec eau)
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Figure 2 caractéristique électrique du module PV avant et après le refroidissement :P-V.
Figure 3.Image caméra thermique, a) Module PV avant refroidissement, b) Module PV après
refroidissement,
4. Conclusion
Nous avons développé un système de refroidissement par circulation d’eau face avant des panneaux
photovoltaïques qui permet d’améliorer la puissance électrique générée de 12,8%. Les analyses des
images de la caméra thermique montrent l’effet refroidissant et uniforme de la circulation d’eau face
avant. Ce système a un autre avantage c’est de rendre les panneaux PV autonettoyant. L’application de
cette technique à grande échelles des sites à climat chaud est très prometteuse.
5. Références
1. M. Fathi, M. Abderrezek, P. Grana, Technical and economic assessment of cleaning
protocol for photovoltaic power plants: Case of Algerian Sahara sites, Elsevier
Publishing, Solar Energy, 147(2017) 358–367.
2. M. Abderrezek, M. Fathi, Experimental study of the dust effect on Photovoltaic panels'
energy yield, Solar Energy, 142(2017) 308–320.
3. M. Fathi, M. Abderrezek, M. Ayad, T. Zarede, K. Tabani, A. Laldji, Beneficial effects of
water circulation on PV glazing surfaces for improving solar electricity generation, PET,
18(2017)1- 4.
4. http://www.flirmedia.com/MMC/THG/Brochures/T820228/T820228_FR.pdf;
5. C.D Thurmond, “The standard thermodynamic functions for the formation of electrons
and holes in Ge, Si, GaAs and GaP”, J. Electrochem. Soc, vol. 122, pp.1133-1141, 1975.
a b
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ETUDE DE L’EFFET ÉNERGÉTİQUE D’UN BLUFF BODY İNSTALLÉ
DANS LE TUBE ABSORBEUR D’UN CHAUFFE-EAU SOLAİRE
Djamel Benmenine1, Chetti Zakaria ,Kaddour Rahmani ,Mebarka Bouhadda2 1Laboratoire des réservoirs souterrains Pétroliers, Gaziers et Aquifères Université Kasdi Merbah,BP511, Route
Ghardaïa, Ouargla, Algérie email: [email protected] 2Laboratoire de Génie des Procédés, Université Kasdi Merbah,BP511, Route Ghardaïa,Ouargla, Algérie.
Résumé— Ce travail consiste en une étude numérique pour mettre en évidence l’amélioration des performances thermo
hydrauliques des chauffe-eau solaire. le transfert de chaleur et l'analyse des pertes sont présentées pour un tube absorbeur
muni d'un Bluff-Body insérés dans la conduite de l'absorbeur de chauffe eau solaire . Les calculs numériques sont réalisés
à l’aide d'un code CFD, en utilisant le modèle de turbulence K-epsilon. Le fluide caloporteur choisi est l'eau.
Les résultats numériques obtenus montrent clairement que les performances dynamiques et thermiques sont affectées par la
présence de Bluff Body .L’insertion des turbulateurs augmente la turbulence et aussi le temps de séjour du fluide dans le tube
absorbeur et donc améliorer le transfert de chaleur,
Mots clés :chauffe eau solaire . Bluff Body . Nusselt tubulateur CFD.Tube absorbeur
1. Introduction
L’énergie solaire est une source d’énergie propre et abondante qui peut nous aider à combler une
bonne partie de nos besoins en énergie. Une bonne partie de cette énergie solaire peut être donc
utilisée pour produire de la chaleur. Dans ce cas, on parle de système solaire thermique. La production
d’eau chaude sanitaire est parmi les applications de l’utilisation de cette énergie renouvelable. Des
nombreuses recherches ont été effectuées ces dernières années afin d’améliorer les performances
énergétiques des installations solaires thermiques ,
Le but de ce travail est de maximiser le transfert thermique et minimiser la résistance hydraulique
(pertes de charge) dans un chauffe eau solaire , en jouant sur les facteurs géométriques des surfaces de
l'absorbeur pour perturber l’écoulement principal, afin d’augmenter le taux de turbulence entraînant
une sensible amélioration de l’échange thermique ainsi une amélioration sur les paramètres
dynamiques et thermiques de l’écoulement dans les conduites de chauffe eau solaire. L’étude est
réalisée à l’aide du code numérique CFD.
2. Matérıels et methodes
2.1 Description du problème :
La figure 1. montre la configuration de l’écoulement étudiée. Il s’agit d’un tube de longueur L= 2m
et de diamètre D= 0.02m, à l’intérieur duquel est placé un Bluff Body pouvant prendre les formes
suivantes : cubique (H=0.005m). La position de l'obstacle et de 150 cm par rapports l'entré du
fluide.
Figure 1. La géométrique de tube absorbeur étudier
Le maillage généré est quadratique. Le nombre d’éléments dans la plupart des cas est d’environ
159900 éléments avec 163951noeuds.
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Figure 2. Maillage généré pour tube avec un obstacle cubique
Les condition aux limites sont : Tinl = cte= 323K Flux thermique des paroi Q=1000 W/m2
Qm=0.7L/min
3. Résultats et discussions
La Figure3 Montre les Lignes de courant dans l'absorbeur, une zone de recirculation et une
formation des structures tourbillons sont créés en aval du Bluff Body à cause des forts gradients de
vitesse, ces structures tourbillons augmentent le temps de séjour du fluide dans l'absorbeur.
On observe sur la figure 5 une chute de température au niveau du Bluff body. La Température de
la paroi à la fin de la conduite (courbe noire) est moins que celle sans Bluff Body (courbe rouge);
cela montre clairement que l’insertion du Bluff Body augmente le transfert de chaleur. cette
augmentation est illustrée clairement dans la figure 4 qui donne l’évolution du nombre de Nusselt
le long du tube absorbeur, on remarque qu’une augmentation du nombre de Nusselt dans le tube
munie a Bluff Body influent directement sur le transfert de chaleur.
Figure.3:Lignes de courant autour du Bluff Body cubique
Figure 4. Nombre de Nusselt du fluide le long de la
paroi avec et son obstacle
Figure 5. température (T-Tinlet) le long de la
paroi d'une conduite avec et son obstacle
4. Conclusion
Les résultats numériques montrent clairement que les performances dynamiques et thermiques
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varient avec l'insertion de Bluff Body dans les tubes absorbeurs de chauffe eau solaire.
L’étude a montré que le champ dynamique et thermique de l’écoulement sont fortement perturbés
par la présence du Bluff Body, le transfert de chaleur et les pertes de charge sont d’autant plus
importants avec la présence de l'obstacle cubique.
En effet le gradient de la température du fluide à la paroi est plus élevé que celui correspondant
au tube sans Bluff Body. La distribution du nombre de Nusselt est fortement affectée
dans les conduites Bluff Body.
5. Références
1. dlibrary.univ-boumerdes.dz:8080/.../TALAMALI%20Donia%20M.
2. https://www.univ-chlef.dz/.../LABO_ME/.../BOUHDIBA_2012.pdf
ESSAI D’EXTRACTION DE BIOPOLYMERES A PARTIR DE
BIOMASSE FONGIQUE
Wassila Arbia1, DihiaAili2, Hassiba Laribi3, Adour Lydia4 1Université de médéa, Faculté des sciences, [email protected]
2 Université de Tizi-ouzou, faculté de chimie, 3Université de Blida,
4Université d’Alger, Faculté des sciences,
Résumé— La culture de la souche Penicillium, isolée à partir des légumes pourris, sur le milieu potatoe dextrose broth
(PDB) enrichi en arginine et éléments minéraux a permis l’obtention d’un rendement de 31.7mg/g de biomasse sèche et
9mg/g de biomasse sèche en chitine et chitosane naturel, respectivement. L’analyse par spectroscopie infra rouge a montré
une grande similitude entre les spectres infra rouge de la chitine et du chitosane naturel obtenus et la chitine et du chitosane
commerciaux.
Mots clés—Biomasse fongique, chitine, chitosane naturel, Penicillium, composition du milieu.
1. Introduction
La chitosane est entrain de devenir un biopolymère ayant de nombreuses applications dans différents
domaines. C’est un copolymère de glucosamine et N-acétyl glucosamine, est principalement dérivé de
la chitine et présent, dans les parois cellulaires de certains organismes tel que les champignons. Après
les carapaces de crustacés, la biomasse fongique constitue la deuxième source de la chitine et du
chitosane, dont leurs quantités et qualités est fortement influencées par la nature et la composition du
milieu de culture. Malgré le faible pourcentage de chitine et de chitosane au niveau des parois
fongiques, leur intérêt réside dans le fait que la chitosane est naturellement produit par une
désacétylation enzymatique. Ce chitosane naturel ultra pur peut être extrait et utilisé dans le domaine
médical, pharmaceutique et nutraceutique. La chitosane extrait de sources fongiques a le potentiel de
remplacer complètement la chitosane provenant des crustacés. Dans notre travail on a étudié
l’influence de la composition du milieu sur les quantités et la qualité de chitine et chitosane extraits à
partir de la paroi de Penicillium.
2. Matériels et méthodes
La souche de Penicillium sp.a été cultivé sur milieu PDB enrichi en éléments
minéraux selon le tableau 1.
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Tableau 1.Présentation des conditions et compositions du milieu pour les expériences à réaliser.
Milieu N°1 Milieu N°2 Milieu N°3
100 ml (PDB)
1g d’arginine
2ml d’oligochitine
1.4g de FeSO4
0.1g K2HPO4
3 semaines
d’incubation
100 ml (PDB)
3g d’arginine
1.4g d’NH4Cl
1.4g de FeSO4
0.1g K2HPO4
0.1g NaCl
3 semaines
d’incubation
500 ml (PDB)
20g de glucose
1g d’arginine
1.4g d’NH4Cl
0.1g NaCl
0.1g CaCl2
3 semaines d’incubation
A la fin de la fermentation, on a récupéré la biomasse par centrifugation à 6000 r.p.m, pendant 10 min,
après séchage à 40°C on a procédé à l’extraction de la chitine et la chitosane selon la méthode de
Synowiecki et AI-Khateeb, 1997 [1]
3. Résultats et discussions Les résultats montrent que le rendement de chitine est de 31.7 mg/g en biomasse sèche et que celle
du chitosane est de 9 mg/g de biomasse sèche.
3.1 Rendements de chitine et chitosane naturel
Figure 1. Les rendements de chitine et de chitosane naturel, en mg/gramme de biomasse sèche, en fonction
du milieu de culture
3.2 Analyse par spectroscopie Infra-rouge de la chitine et le chitosane naturel
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Figure 2.Spectres infra-rouge de (a) la chitine fongique et (b) le chitosane naturel
fongique
La comparaison des spectres infra-rouge des biopolymères fongiques récupérés avec ceux de la chitine
et la chitosane commerciaux a montré une grande similitude entre eux.
4. Conclusion
L’objectif de notre travail est la recherche de la composition du milieu de culture qui donne la grande
quantité de chitine et de chitosane. Les résultats montrent que le milieu N°1 donne la grande quantité
en biopolymers chitineux 31.7 mg de chitine /g de biomasse sèche et 9mg de chitosane/g de biomasse
sèche, tandis que la meilleure qualité de chitine et chitosane a été obtenue en cultivant la souche sur le
milieu N°3, puisque leurs spectres infra-rouge sont similaires à ceux des polymères commerciaux.
5. Références
1. J. Synowiecki, N. A. A. Q. Al-Khateeb, Mycelia of Mucorrouxii as a Source of Chitin
and Chitosan, Food Chemistry, Vol. 60 (1997) 605-610.
2. Cerig.pagora.grenoble-inp.fr/.../chitosane-papier-antimicrobien.htm