Browsing by Author "Zouak, Belkacem"

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    Etude de l'évolution des caractéristiques des matériaux thermoélectrique des anciennes et nouvelles générations et applications photovoltaique - thermoélectricité
    (Université Mouloud Mammeri, 2012-05-24) Zouak, Belkacem
    Depuis le début des années 1990, un regain d’intérêt pour la thermoélectricité est apparu, dû en particulier à l’émergence de préoccupations environnementales concernant les gaz utilisés en réfrigération et les émissions de gaz à effet de serre ainsi que la volonté de développer des sources d’énergies alternative. La génération de courant par effet thermoélectrique apparaît comme une source intéressante pour soulager les problèmes énergétiques actuels, en mettant à profit la transformation des énormes quantités de chaleur perdue dégagées par exemple par les voitures, les chaudières,.., en énergie utile. Le refroidissement thermoélectrique est aujourd’hui principalement utilisé pour le refroidissement de petits volumes (glaciaires alimentaires ou médicales….). Dans notre travail nous avons étudié la thermoélectricité et les effets thermoélectriques à savoir : l’effet Seebeck, Peltier et Thomson. Nous nous sommes par la suite intéressé aux matériaux thermoélectriques qui sont caractérisés par trois paramètres: le coefficient Seebeck, la conductivité électrique et la conductivité thermique. Les qualités d’un matériau thermoélectrique se mesurent par un coefficient sans dimensions appelé facteur de mérite ZT. Un bon matériau thermoélectrique doit posséder un bon coefficient Seebeck, une bonne conductivité électrique et une faible conductivité thermique. Dans le but d’étudier les couplages photovoltaïque-thermoélectricité, nous avons fait une étude sur les cellules solaires photovoltaïques, leur principe de fonctionnement, les paramètres influant sur le rendement et les technologies photovoltaïques. L’inconvénient majeur des cellules photovoltaïques et leur faible rendement, de plus les radiations non converties échauffent le panneau. Une solution a été proposée, celle-ci consistant à placer un module thermoélectrique sur la face arrière du panneau solaire de manière à ce que le réchauffement du panneau atteint le module thermoélectrique et produit du courant électrique par effet Seebeck et ainsi augmenter le rendement. Expérimentalement, nous avons réalisé et mis au point des dépôts en couches minces de siliciure de type Mg2Si, qui a de bonnes qualités thermoélectriques. Les couches minces de siliciures obtenues ont été caractérisées par les techniques AFM, MEB et DRX.
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    Etude et réalisation d’un dispositif hybride photovoltaïque-thermoélectrique
    (Université Mouloud Mammeri, 2019-09-25) Zouak, Belkacem
    Les cellules solaires photovoltaïques perdent leurs efficacités lorsqu'elles fonctionnent à haute température, notamment dans les régions sahariennes. Des systèmes de refroidissement ont été conçus afin de remédier à ce problème, mais ces systèmes ne sont pas durables et parfois consomment une grande partie de l'énergie produite. Dans ce travail, nous avons intégré un module thermoélectrique sur la face arrière d'une cellule solaire afin de récupéré une partie de la chaleur perdue et la transformer en une puissance électrique par effet Seebeck. Le dispositif ainsi réalisé est appelé module hybride photovoltaïque-thermoélectrique (PV-GTE). Le générateur thermoélectrique utilisé dans ce travail est constitué du siliciure de magnésium (Mg2Si). Contrairement aux matériaux conventionnels tels que les alliages Si-Ge qui sont chers où PbTe et le Bi2Te3 qui sont toxiques, le Mg2Si est un matériau constitué d'éléments abondant sur la croute terrestre, bon marché et écologique. Dans cette optique, une partie de ce travail est consacrée à élaborer le Mg2Si, de comprendre les phénomènes mis en jeu lors de son élaboration, de déterminer les conditions et paramètres permettant son élaboration facile pour ensuite l'intégrer dans le dispositif hybride PV-GTE. Le dispositif étudié dans cette thèse a permis d'améliorer la puissance de sortie des cellules solaires. C'est ainsi que des améliorations de 1.93%, 4.18%, 5,21% et 6.25%, dépendant de la température de fonctionnement de la cellule et du gradient de température appliqué sur le GTE ont été obtenue.