Un concentrateur solaire est un système de concentration d'énergie solaire. Cette technologie est utilisée dans l'énergie solaire thermique.
Son fonctionnement est basé sur l'exploitation de la réflexion des rayons solaires à travers des surfaces réfléchissantes. Il s'agit généralement d'un arrangement de miroirs paraboliques. Le but est de les concentrer dans un récepteur de taille confinée.
Dans les centrales solaires, cette énergie thermique est utilisée pour produire de la vapeur. La vapeur entraîne les turbines à vapeur. De cette façon, le rayonnement est converti en énergie mécanique au moyen d'un moteur thermique. Ce moteur thermique peut être un générateur de courant et générer de l' électricité.
L'utilisation de concentrateurs solaires permet de réduire la consommation de combustibles fossiles. C'est donc une énergie propre qui n'incite pas au changement climatique.
Par rapport aux capteurs solaires plats classiques, les avantages suivants sont obtenus:
Haute efficacité énergétique. Les pertes par convection et rayonnement sont directement proportionnelles à la zone du récepteur.
Économique. Les coûts de construction se déplacent principalement sur les surfaces réfléchissantes et les dispositifs de pointage relatifs.
Types de concentrateurs solaires
Il existe deux types de concentrateurs solaires qui permettent de maximiser les performances de l'installation solaire:
Concentrateurs solaires cylindriques paraboliques. Ces concentrateurs à auge parabolique ont une courbure unique. Pour cette raison, ils sont appelés hubs «2D». Ce système obtient des températures moyennes comprises entre 200 et 300 degrés Celsius.
Les concentrateurs solaires paraboloïdes de la révolution. Ces moyeux ont un double coude. Pour cette raison, ils sont appelés hubs «3D». Ces systèmes permettent des températures encore supérieures à 3273 kelvins.
Suivre le soleil
L'une des difficultés de ces systèmes est de garantir que le rayonnement solaire frappe parallèlement à l'axe tout au long de la journée.
Une fois qu'un concentrateur solaire a été construit, un système de suivi du mouvement apparent du soleil (guidé par un système de contrôle) est nécessaire.
Dans les petits concentrateurs solaires, cette surveillance du soleil peut être garantie avec un système de suivi appliqué directement au concentrateur.
Des déformations de la surface parabolique apparaissent dans les grands concentrateurs solaires. Ces déformations affectent les performances. Dans ces cas, un ou plusieurs miroirs plats intermédiaires sont utilisés. Ils sont appelés héliostats.
Applications des concentrateurs solaires
L'utilisation la plus courante est la production d'électricité. Cependant, il existe également d'autres techniques pour exploiter directement l'énergie thermique.
1. Production d'électricité
La production d'électricité est l'application la plus utilisée des concentrateurs solaires. Pour cela, il peut être réalisé de deux manières:
Générez de la vapeur et alimentez des turbines à vapeur.
Grâce à un moteur Stirling connecté à un générateur électrique.
Parfois, cette technique est également utilisée pour alimenter les cellules photovoltaïques. Il s'agit donc d'installations solaires photovoltaïques. Dans ce cas, les rayons du soleil sont redirigées directement aux panneaux solaires.
2. Cuiseurs solaires
Avec de petits hubs 3D, vous pouvez fabriquer des cuiseurs solaires. Le moyeu peut mesurer entre 80 cm et 2 mètres. Un «poêle» est placé dans la zone focale où repose le récipient contenant le contenu à préparer.
3. Applications industrielles
Les concentrateurs solaires permettent de profiter de l'énergie solaire dans de multiples applications industrielles, comme dans l'industrie métallurgique.
Résumé
Les concentrateurs solaires sont des systèmes de miroirs aliénés. Ils concentrent tout le rayonnement solaire en un seul point. Cela permet d'obtenir des températures élevées. Cette chaleur concentrée permet de générer de la vapeur et de l'électricité.
