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Four solaire

Four solaire

Un four solaire ou un four solaire est un système optique qui fournit un rayonnement solaire concentré. L'énergie concentrée de la lumière du soleil peut être utilisée pour le chauffage simple d'un matériau, les expériences de vieillissement de plastiques ou de peintures, les réactions chimiques endothermiques ou pour les expériences de charge avec des composants mécaniques ou électriques.

Le système de four solaire est largement utilisé dans les centrales thermiques solaires.

Le principe du four solaire est également utilisé pour construire des fours solaires bon marché solaire, et € de agua.â de pasteurisation solaire

La différence entre le système de four solaire et un panneau solaire est que le panneau solaire capte et convertit l'énergie solaire directement, alors que le four solaire ne le reflète et ne le concentre qu'en un seul point.

Fonctionnement du four solaire

L'élément de concentration d'un four solaire fonctionne en principe comme un verre en feu. Pour des raisons techniques, cependant, un miroir creux ou parabolique est utilisé, qui concentre la lumière incidente du soleil à un point focal. La surface réfléchissante de ce concentrateur peut aller d'un mètre carré à plusieurs centaines de mètres carrés. Si des zones plus grandes sont nécessaires, un champ héliostatique est généralement utilisé, dans lequel plusieurs miroirs plats assignent la lumière à un seul point.

Pour assurer une illumination optimale du concentrateur, il est nécessaire de suivre continuellement l'héliostat vers le soleil. Cela se fait par le logiciel qui calcule en permanence la position actuelle du soleil, ou un capteur qui détermine la position du soleil et, par conséquent, fournit un suivi de héliostat est utilisé. Pour un four solaire avec un concentrateur, trois géométries possibles ont été réalisées dans la pratique:

  • hub de suivi direct,
  • stationnaire sur l'axe du concentrateur avec héliostat tracé,
  • stationnaire à l'extérieur de l'axe du concentrateur avec héliostat tracé.

Pour les concentrateurs plus grands, ceux-ci sont composés de miroirs plats individuels, ou dans un arrangement de Fresnel, de miroirs de focalisation individuels.

Les composants réfléchissants doivent répondre à certains critères qualitatifs. Par conséquent, il est important que la réflectivité soit aussi élevée que possible, ou exactement connue, ainsi que la diffusion de la surface réfléchissante. Les longueurs d'onde à refléter sont également un critère important si, par exemple, on souhaite utiliser les composantes UV (A, B) de la lumière solaire.

La condition préalable à une concentration efficace est la lumière directe du soleil. Par conséquent, les conditions climatiques dans l'emplacement d'un four solaire jouent un rôle important.

Applications de fours solaires

Les rayons sont concentrés sur une surface de la taille d'un pot et peuvent atteindre une température de 4000 ° C, en fonction du processus installé, par exemple:

Environ 1000 ° C pour les récepteurs métalliques produisant de l'air chaud pour la prochaine génération de tours solaires.

Environ 1400 ° C pour produire de l'hydrogène en brisant les molécules de méthane.

Jusqu'à 2500 ° C pour tester les matériaux qui seront utilisés dans des environnements extrêmes tels que les réacteurs nucléaires ou les véhicules spatiaux pour la rentrée atmosphérique.

Jusqu'à 3500 ° C pour produire des nanomatériaux par sublimation induite par le soleil et refroidissement contrôlé, comme les nanotubes de carbone ou les nanoparticules de zinc.

Il a été suggéré que les fours solaires pourraient être utilisés dans l'espace pour fournir de l'énergie à des fins industrielles.

Sa dépendance au temps ensoleillé est un facteur limitant en tant que source d'énergie renouvelable sur Terre, mais il pourrait être combiné avec des systèmes de stockage d' énergie thermique pour la production d'énergie pendant les jours nuageux ou la nuit.

Il existe également des fours solaires à petite échelle, dans ces cas la température au point de concentration n'est pas si élevée. Ils sont utilisés, par exemple pour alimenter de petits moteurs Stirling ou des cuiseurs solaires.

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Dernier examen: 17 mai 2018

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