Liste thèses soutenues

Ghiwa SHAKRINA

Titre anglais : Study of transient mode operation of cryogenic heat storage systems for liquefaction and gas management in LNG tankers
Date de soutenance : 17/12/21
Directeur de thèse : Chakib BOUALLOU

Mots clés en français : Stockage d'énergie thermique,Systèmes de reliquéfaction,Modélisation dynamique,Optimisation,Étude technico-économique,
Mots clés en anglais : Thermal energy storage,Reliquefaction systems,Dynamic modeling,Optimization,Techno-economic assessment,

Résumé de la thèse en français
Les techniques de stockage de l'énergie thermique sont devenues une solution attrayante pour un avenir durable et présentent un fort potentiel de réduction des émissions de CO2. Cette thèse vise à concevoir et à optimiser un système de stockage d'énergie thermique cryogénique "BTES" pour reliquéfier l'excès de gaz d'évaporation (BOG) sur les méthaniers. Cette nouvelle technologie fonctionne selon deux modes : le premier est le mode de charge dans lequel l'énergie froide est stockée lorsque le GNL s'évapore pour alimenter le système de propulsion du méthanier à grande vitesse. Le deuxième est le mode de décharge, dans lequel l'énergie froide stockée est utilisée pour condenser l'excès de BOG à faible vitesse de navigation. Une évaluation préliminaire de l'énergie est réalisée à l'aide d'Aspen HYSYS pour caractériser le fonctionnement de le BTES sur le méthanier et définir le matériel de stockage approprié. Le travail est ensuite développé numériquement sur le logiciel Dymola avec une étude paramétrique approfondie pour étudier sa performance thermique dynamique. Enfin, la conception et le fonctionnement du BTES sont optimisés sur la base de ses performances dynamiques pour offrir une capacité énergétique de 4 MWh. L'évaluation technico-économique a montré que le BTES est une alternative prometteuse aux systèmes de reliquéfaction conventionnels. Cette nouvelle technologie est efficace, autosuffisante en énergie, faisable, profitable et peut réduire de manière significative les émissions de CO2 sur le méthanier.

Résumé de la thèse en anglais
Thermal energy storage techniques have become an attractive solution to bridge the gap between the energy supply and demand. They open the gateway towards a sustainable future and acquire high potentials to mitigate GHG emissions. This thesis aims to design and optimize a cryogenic thermal energy storage system "BTES" to reliquefy the excess boil-off gas (BOG) on LNG carriers. The novel technology operates on two modes; the first is the charging mode in which cold energy is stored when the LNG is evaporated to supply the LNG carrier propulsion system at high speed. The second is the discharging mode, in which the stored cold energy is used to condense the excess BOG at low navigation speed. A preliminary energy assessment is carried out using Aspen HYSYS to characterize the BTES operation on the LNG carrier and define its convenient storage material. The work is then numerically developed on Dymola software to investigate its dynamic thermal performance. Moreover, an extensive parametric study is carried out to assess the impact of different factors such as the geometric parameters, HTF mass flow rate, and heat transfer enhancement techniques. Lastly, the BTES design and operation are optimized based on its dynamic performance to offer an energy capacity of 4 MWh. The techno-economic assessment revealed that the BTES is a promising alternative for the conventional reliquefaction systems. The novel technology is efficient, energy self-sufficient, feasible, profitable, and can significantly reduce the GHG emissions on the LNG carrier.

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