Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 22, Numéro 7, juillet 1987
Page(s) 487 - 503
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01987002207048700
Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 487-503 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:01987002207048700

Etude expérimentale et modélisation d'un stockage thermique de longue durée en lit de cailloux enterré, couplé à des capteurs solaires à air

C. Dang Vu1 et B. Delcambre2

1  Equipe RAMSES (E.R. 293 du CNRS), Bât. 508, Centre Universitaire, 91405 Orsay, France
2  C.S.T.B., route des Lucioles, Sophia Antipolis, B.P. 21, 06561 Valbonne Cedex, France


Abstract
We present the overall results and analysis of a long term rock-bed thermal storage experiment carried out at the C.S.T.B. Centre of Sophia Antipolis (Valbonne), in collaboration with CNRS (Orsay). The pebbles tank (160 m 3) was excavated directly in the earth and insulated ; there were two means to blow and extract air in/from the pebbles tank : either through an air loop where air could be preheated, or from a field of air solar collectors. This installation allowed various sets of thermal charges and discharges, separated by relaxation periods. The thermal measurements during these relaxation periods were analysed by comparison with a numerical model ; this analysis exhibit clearly the thermal losses of the storage system towards the surrounding soil, reinforced by spontaneous convection arising within the pebble medium. This experiment allows one to precisely define the limits of efficiency of large rock-bed storage systems over a time period of several weeks.


Résumé
Nous présentons l'analyse d'ensemble d'une expérimentation de stockage thermique de longue durée en lit de cailloux, réalisée à l'Etablissement C.S.T.B. de Sophia Antipolis (Valbonne) en collaboration avec le CNRS (Orsay). Le réservoir de cailloux de 160 m3, enterré et isolé, était ventilé soit par une boucle aéraulique avec préchauffage éventuel de l'air soufflé, soit par de l'air extrait d'un champ de capteurs solaires à air. Ce montage a permis tout un jeu d'essais de charge et décharge thermiques, entrecoupés de périodes de relaxation. Les relevés thermiques durant les périodes de relaxation ont fait l'objet d'une analyse numérique qui a mis en évidence les pertes vers le sol et les effets de convection naturelle au sein du stockage. Cette expérimentation permet ainsi de mieux cerner les limites d'efficacité d'un stockage de longue durée (quelques semaines) en lits de roches de grand volume.

PACS
8610K - Solar energy.
8630S - Photothermal conversion.
8640F - Storage in thermal energy.

Key words
energy storage -- solar absorber convertors -- modelling -- buried pebble bed -- long term rock bed thermal storage experiment -- pebbles tank -- air loop -- air solar collectors -- thermal measurements -- thermal losses -- soil -- spontaneous convection -- efficiency