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Installation solaire thermique

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Qu'est-ce qu'un héliostat ?

Un héliostat est un appareil qui consiste essentiellement en un miroir animé d'un certain mouvement de rotation et qui sert à diriger les rayons du Soleil dans une certaine direction, malgré le mouvement de la Terre par rapport au Soleil.

Qu'est-ce qu'un héliostat ?

Dans le passé, dans de nombreuses expériences d'optique, il était nécessaire de faire passer un rayon de soleil réfléchi par un miroir à travers une série d'instruments soigneusement installés les uns après les autres sur une table ou un banc horizontal. Mais le Soleil a un mouvement continu apparent, qui décrit au cours de sa circulation quotidienne visible autour de l'axe du monde l'un des petits cercles de la sphère céleste.

Aux jours de l'équinoxe de printemps et d'automne, ce cercle coïncide avec l'équateur céleste, à la suite de quoi le cône décrit par le rayon devient un plan. Au contraire, en été comme en hiver, lors des solstices, ces cercles seront les plus petits, et les cônes décrits par les rayons, les plus aigus. Conformément à un tel mouvement du rayon de soleil pendant le mouvement de jour de ce luminaire, des héliostats ont été organisés. Les héliostats sont des appareils dans lesquels le mécanisme d'horloge fait tourner le miroir de sorte que le faisceau réfléchi de celui-ci conserve sa direction d'origine pendant une longue période.

Comment est la conception d'un héliostat?

La conception d'un héliostat devrait être aussi économique que possible pour concurrencer économiquement d'autres sources d'énergie non renouvelables.

A partir de l'investissement initial d'une centrale solaire, le coût des héliostats est compris entre 30 et 50% du capital initial. Pour cette raison, il est nécessaire de réduire les coûts de fabrication afin que le coût du kilowatt-heure soit aussi compétitif que possible par rapport au coût de l'électricité générée par la combustion de combustibles fossiles ou l'énergie nucléaire. En plus du coût, le pourcentage de réflectivité solaire et la durabilité environnementale sont des facteurs qui doivent être pris en compte lors de la comparaison des conceptions d'héliostat.

Alternatives de conception

Une alternative simple consiste à faire tourner le miroir autour d'un axe primaire aligné polairement, entraîné par un mécanisme mécanique, souvent mécanique, à 15 degrés par heure, compensant la rotation de la terre par rapport au soleil. Le miroir est aligné pour réfléchir le rayonnement solaire le long du même axe polaire en direction de l'un des pôles célestes.

Il y a un axe secondaire perpendiculaire qui permet un ajustement manuel occasionnel du miroir pour compenser le changement du déclin du soleil avec les saisons. Les paramètres d'horloge de l'unité peuvent également être ajustés occasionnellement pour compenser les changements dans l'équation de temps.

La cible peut être située sur le même axe polaire qui est l'axe de rotation principal du miroir, ou un deuxième miroir stationnaire peut être utilisé pour réfléchir la lumière de l'axe polaire vers la cible, où qu'elle soit. Ce type d'unité de montage et de miroir est souvent utilisé avec les cuiseurs solaires, tels que les réflecteurs Scheffler. Pour cette application, le miroir peut être concave, pour concentrer la lumière du soleil dans le récipient de cuisson.

Quelles sont les applications des héliostats?

L'héliostat est utilisé dans diverses applications pour différentes raisons:

    1. Énergie solaire. Dans les centrales solaires thermiques de l'héliostat, il est utilisé pour concentrer les rayons du soleil en un point ou une zone spécifique où se trouvent les capteurs solaires.
    2. L'astronomie En astronomie, ce mécanisme permet d'observer le Soleil sans avoir à modifier l'orientation de l'appareil d'observation.
    3. Géodésie Dans le domaine de la géodésie, l'héliostat est utilisé pour transmettre des signaux lumineux à longue distance.

    En effet, l'application la plus importante des héliostats est dans les centrales solaires thermiques, bien qu'elle puisse également être appliquée dans un panneau photovoltaïque. Ce système présente deux avantages:

    En revanche, ces avantages doivent être mis en contraste avec l'inconvénient d'augmenter l'investissement de l'installation solaire.

        Auteur :

        Date de publication : 22 juin 2017
        Dernier examen : 3 mars 2020