| Introduction | Présentation | Historique | Technologie des panneaux solaires | Avantages, inconvenients | Conclusion |
Historique:Des miroirs d’Archimède aux concentrateurs d’aujourd’hui.
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Archimède avait mis au point des miroirs paraboliques en bronze pour capter les rayons solaires et les concentrer sur un lieu précis. Ce type de miroirs permettait de mettre au feu aux navires ennemis. Le célèbre phare d’Alexandries (détruit en 1302) était armé de gigantesques miroirs solaires paraboliques qui foudroyaient les navires ennemis.
En 1747 le miroir de Bouffon permettait d’enflammer des planches à 48m.
En 1860 Augustin Mouchot fit fonctionner une presse d’imprimerie en chauffant l’eau de la machine à vapeur qui l’entrainait par un miroir concave axé sur le soleil.
Les concentrateurs cylindro-parabolique ou linéaires à auges.
L’isolation thermique est assurée par vide d’air. La température maximum atteinte par le fluide caloporteur, environ 450°C, permet par un échangeur thermique, de générer de la vapeur haute pression dont l’énergie mécanique entraine des groupes turbo alternateurs. Compte tenu de leur rendement relativement modeste ils sont installés dans des régions on l’ensoleillement est important. Un appoint d’énergie sous forme de gaz naturel est généralement prévu pour pallier les défauts d’ensoleillement plus prolongés.
Les concentateurs paraboloïdes:
Modernes:
Dans les pays pauvres:
Ils permettent de travailler avec des températures très élevés de l’ordre de 1.000°C au point d’ignition. Il peut pallier des nécessités domestiques vitales comme la cuisson des aliments (photos ci-dessus). La mise au point de la construction de concentrateurs fixes à usage collectif est plus avantageux : la parabole fixe s’intègre dans l’architecture seul le point d’ignition est mobile, cette technologie réduit le cout de l’ensemble sans nuire au rendement.
Deplus dans les pays pauvres la cuisson solaire s'avère l'une des seules alternatives à l'absence de combustibles (désertification).
Remarque : la consommation de bois dans les pays pauvres est de 1hectare/an/hab
Le déssalinisateur solaire à évaporation
La déssalinisation de l’eau de mer par l’énergie solaire ne nécessite que peu de moyens. Leur rendement est d’environ 6.5 L/m²/j d’eau dans de bonne condition d’ensoleillement. Il y a des alternatives intéressantes face aux problèmes d’alimentations en eau douce des populations insulaires et des villages côtiers isolés.
Les grands concentrateurs
Le four solaire d’Odeillo dans les Pyrénées orientale totalise une surface réfléchissante de 4835 m ² soit 63 miroirs orientables d’une surface unitaire de 45m² renvoient les rayons du soleil vers un concentrateur de 2000m ². La puissance thermique de 1000 KW permet tout juste d’injecter 70 KW dans le réseau électrique. Depuis lors il mène à bien de nombreuses études sur les chocs thermiques.
Autre site et autre technologie le site Thémis dans les Pyrénées orientale fut la plus puissante centrale électrosolaire d’Europe. Dans des conditions d’ensoleillement optimal elle pouvait injecter 2.5 MW dans le réseau électrique. Il y avait 201 miroirs paraboliques orientables répartis sur 5 hectares qui concentraient les rayons du soleil sur un point focale situé au sommet d’une tour de plus de 100 m. Elle fut démantelée.
Le plus important dispositif électrosolaire en miroir actuellement en service est le site expérimentale Solar 1 et 2 situé à Barstow en Californie. 1800 miroirs pilotés par ordinateur reflètent la lumière en direction d'une tour de 100m de haut au sommet de laquelle une chaudière permet de produire de la vapeur d'eau pour alimenter un alternateur.
Les séchoirs solaires agroalimentaires
Les séchoirs solaires à insolateur plan et circulation d’air chaud traitent les récoltes en minimisant les pertes. La température à l’intérieur de la chambre de séchage est régulée à environ 60°C afin de déshydrater sans cuir. La circulation d’air s’effectue par convection naturelle ou ventilation forcée. Par ce procédé un fruit perd 50% de sa masse initiale en 5heures et conserve toutes ses qualités nutritives. Il existe des séchoirs en tôle ou grillage, d’un cout de fabrication et d’entretien très réduit.
Encore plus simple le séchoir tente : c’est un cadre de bois ou de bambou assemblé en forme de tente et recouvert de plastique. On utilise du plastique transparent du côté soleil, et du plastique noir du côté de l’ombre, ou bien seulement du plastique transparent avec une feuille de plastique noir par terre. Le plateau en grillage devrait être à environ 50cm du sol. Du côté de l’entrée, on laisse le plastique détendu et retenu seulement avec des briques ou des pierres. Sur les côtés, le plastique peut s’enrouler autour d’un piquet afin de permettre le contrôle de l’air et de la température à l’intérieur de la tente.
Serre horticole bioclimatique
Une serre horticole doit réunir plusieurs critères : luminosité, chaleur de l’air, du sol et humidité. Pour réunir ces conditions la maison des plantes et totalement ouverte au soleil. L’énergie solaire est stockée dans le sol et restituée selon un rythme journalier, mais en quantité très insuffisante pour compenser les pertes thermiques. Il faut donc l’appoint d’une énergie primaire fossile comme le fioul. Par sa nature et sa conception la serre horticole bioclimatique favorise les échanges thermiques et limite les effets négatifs par une isolation (double vitrage et étanchéité) et une régulation performante. Elle réduit les pertes thermiques le bilan énergétique globale atteint 60%.
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