Absorbeur

Description

Dans le cadre du concentrateur solaire d'OSE, l'absorbeur est un tube cylindrique sur lequel le concentrateur secondaire focalise l'énergie lumineuse. Cette absorbeur est de couleur noir afin de convertir cette énergie en chaleur. La chaleur générée à la surface du tube traverse la paroi par conduction thermique avant d'être transmisse au fluide caloporteur (de l'eau).

Possibilités de raccordement

Raccordement de l'absorbeur au conduite d'eau froide (bleu), eau chaude (rouge) et vapeur (gris)

Le tube absorbeur est le point de raccordement entre le concentrateur solaire et l'installation utilisatrive de l'énergie. Les modes de fonctionnement étant diverses:

• boucle ouverte ou fermée
• vapeur sèche
• eau chaude
• vapeur sous pression
• etc.

l'absorbeur doit offrir des possibilités de raccordement multiples.

Pour le prototype alpha sole, l'eau froide est injectée dans l'absorbeur par un tube de petit dimension inclue dans le tube absorbeur. Cette alimentation permet un répartition homogène de l'eau froide. L'absorbeur se comporte comme une chaudière qui chauffe l'eau et peut la porte à ébullition.

La vapeur d'eau se retrouve dans les parties hautes de l'absorbeur. Elle est collectée par un tuyau qui part vers le haut avec de redescendre vers l'utilisation. Ce départ en lyre limite la présence d'eau dans la vapeur et évide d'avoir de trop fortes contraintes dues à la dillatation de la conduite de vapeur.

Une sortie complémentaire en partie base permet :

• de vidanger l'absorbeur lors que l'on arrête le concentrateur solaire
• d'avoir un fonctionnement en production d'eau chaude (pour alimenter une installation de chauffage ou un ballon d'eau chaude). Ce mode de fonctionnement a plus basse température pourra être activé lorsque le concentrateur n'est pas en mesure de fournir suffisamment d'énergie pour vaporiser l'eau (le matin, le soir, ou en hivers).
• de limiter l'entartrage en cas de fonctionnement en boucle ouverte (cas de la distillerie). Par exemple, en soutirant 1 litre d'eau chaude tous les 10 litres d'eau froide injectés, on peut limiter la concentration du calcaire à 10 fois celle qu'il a dans l'eau froide. Un échangeur eau-eau pourrait permettre de récupérer la chaleur de l'eau soutirée pour s'en servir en préchauffage de l'eau injectée.

Résistances

L'absorbeur est soumis à des contraintes très fortes, de natures diverses :

• thermiques : sa surface externe supporte les températures les plus importantes du concentrateur solaire
• mécaniques : la pression dans l'absorbeur pourrait monter à 30 bars (c'est à dire la température d’ébullition de l'eau à 230°C)
• internes : la répartition de chaleur n'est pas homogène ni le long de l'absorbeur (certaines parties focalises plus de rayons lumineux), ni par section (le bas de l'absorbeur est refroidi par l'eau, alors que le haut n'est en contract qu'avec de la vapeur), ni dans le temps (les montées en températures peuvent être violentes). Cela engendre des différences importantes de dilatation, et donc, des contraintes dans la matière qui le compose.

Le choix du matériaux et sa mise en œuvre sont des éléments clef afin de garantir un fonctionnement sécurisé et durable du concentrateur solaire.