Concentrateur primaire

Le concentrateur solaire d'OSE est composé de deux étages :

• Le premier a pour but de diriger un maximum de rayons du soleil vers la vitre d'entrée du secondaire. C'est lui qui assure le "suivi" du soleil.
• Le concentrateur secondaire a pour but de focaliser les rayons qui traversent sa vitre d'entrée vers l'absorbeur, et accessoirement d'assurer l'isolation thermique de l'absorbeur.

Géométrie

Disposition général

La concentration primaire se fait sur une ligne Nord Sud. L'absorbeur est disposé en hauteur au niveau de la ligne focale du champ de facettes qui lui est disposé prêt du sol. Cette disposition limite les coûts de structure puisque l'essentiel que la machine se trouve au sol.

Au nord du concentrateur une structure support un miroir nord et sert de point d'encrage rigide pour l'absorbeur. Cette structure étant à l'ombre du miroir nord, elle n'engendre pas de pertes de rayonnement (hypothèse d'une installation dans hémisphère Nord).

Champs des facettes miroir de Fresnel

Le champ de miroirs cylindro-paraboliques motorisés est assemblés sur le principes des miroir de Fresnel. C'est lui qui assurent le suivi journalier du soleil.

La géométrie retenue est la suivante : - vitre d'entrée du secondaire à 1850mm au dessus de l'axe de rotation des facettes,, avec une largeur de 150mm (hypothése d'une dispersion angulaire de +/-1°). - 3 paires de facettes disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie - Leurs largeurs son différentes, dimension optimisées pour des tôles miroirs "métriques" : 300 - 500 - 700 - 700 - 500 - 300 mm - chaque paire de facettes a un rayon de courbure différent, déterminé afin d'optimiser la durée pendant laquelle la largeur de chaque tache lumineuse ne dépasse pas la largeur de la vitre d'entrée du concentrateur secondaire : 5313 - 4749 - 4170 - 4170 - 4749 - 5313 mm - L'axe de rotation des facettes est déporté vers le bas par rapport à la surface réfléchissante. Afin d'assurer une plus grande stabilité des taches lumineuses les une par rapport au autre, ce départ est différent selon les paires de facettes : 85 - 72 - 60 - 60 - 72 - 85 mm - La répartition est tel que l'ombre poté d'une facettes sur sa voisine apparaît pour des incidences de +/-40° : - 520 - 768 - 851 - 768 - 520 -

Miroir Nord "145"

En été, le soleil est haut dans le ciel, la focalisation du champ de miroir de Fresnel se fait au dessus. Mais en inter-saison et en hivers, le soleil est bas et la focalisation se fait trés à l’arrière du champ. Le miroir nord permet de compense, en partie, cette variation saisonnière du soleil en rattrapent les rayon qui débordent au Nord. De plus, autour de la mi-journée, , les rayons qui frappent directement le miroi nord sont redirigés vers le champ de miroir de Fresnel qui les renvoi vers l'absorbeur. Cet effet est d'autant plus sensible que le soleil de midi est bas à l'horizon.

La géométrie proposées est la suivantes : - Miroir nord de 320 mm de large sur 1200 de haut, surmonté d'un miroir de 180 de large par 600mm de haut - Donc,, en mloyenne 1500mm de haut - Longueur du secondaire compris entre 6000 et 7200mm - Le secondaire étant éventuellement prolongé par une casquette/visière réfléchissante du coté sud (seulement pour les mois d'été) - longueur du champ de miroir Fresnek : 8000mm C'est à dire que la longeur entrée du secondaire est proche de 4 fois la hauteur dispositif. Et les facettes sont un peut plus longue que le secondaire (environ 5 fois la hauteur). D’où la désignation par "145" ou "14c5"

Suivi

Dans une telle configuration, le suivi de suivi du soleil doit être représentée dans ce type de diagramme :

(exemple pour environ 45° de latitude) Dans un tel diagramme, la position du soleil est repéré par deux angles : - l'angle projeté sur le plan perpendiculaire à l'axe du concentrateur (qui varient de -90 à 90 sur le diagramme) - l'angle dans le plan vertical qui contient l'axe du concentrateur (qui vari de 0 à 180 sur le diagramme)