Contribution à l’évaluation des performances thermiques d’un cuiseur solaire de type boîte intégrant un système de stockage thermique

Abstract

Le stockage thermique est fondamental pour optimiser les performances des cuiseurs solaires, en particulier ceux de type boîte. Ce modèle de cuiseur capte l'énergie solaire à l'aide d'un couvercle en verre et d'une plaque absorbante peinte en noir mat ; néanmoins, ses performances sont souvent entravées par la variabilité de l'irradiation solaire. Pour pallier cette limitation, l'intégration d'un système de stockage thermique permet d'accumuler l'énergie solaire et de la libérer progressivement durant la cuisson. Dans cette étude expérimentale, nous avons testé les matériaux utilisés, tels que la pierre, le sable et la paraffine, qui garantissent une meilleure stabilité de la température interne. L'objectif principal de ce travail est d'évaluer les performances thermiques du cuiseur à travers une analyse expérimentale portant sur la variation de température, le temps de cuisson, ainsi que la capacité du système à maintenir une température utile en fin de journée. L'impact du type de matériau de stockage sur l'efficacité globale est également pris en considération. Les rendements thermiques obtenus par les matériaux de stockage, notamment la paraffine, le sable et la pierre, étaient respectivement de 21,46 %, 25,47 % et 27,3 %. Les résultats montrent que l’intégration de matériaux de stockage à chaleur sensible, tels que le sable et les pierres, dans un cuiseur solaire de type boîte constitue une amélioration à la fois simple et efficace. Cette approche permet d’accroître de manière significative l’efficacité thermique et de réduire la durée de cuisson par rapport à l’utilisation de la paraffine. En revanche, la paraffine, utilisée comme matériau à changement de phase (PCM), a présenté des performances supérieures en matière d’absorption de l’énergie thermique, de capacité de stockage, de stabilité thermique et de maintien prolongé de la chaleur. Ces propriétés en font une solution particulièrement adaptée au stockage de l’énergie thermique, en assurant une restitution efficace de la chaleur lors des périodes de faible irradiance solaire ainsi qu’après le coucher du soleil.