Alpha Sol

Article en construction
Retrouvez ci-dessous une ébauche concernant Alpha Sol. Rejoignez-nous pour la compléter ensemble !

Alpha Sole est le nom de notre premier prototype à taille réelle de notre concentrateur solaire. C'est donc le grand frère du Solar OSE, le démonstrateur développé pendant POC 21. La modélisation 3D de l'Alpha Sole est disponible ici.

Evolution par rapport au demonstrateur

Géométrie générale

Le démonstrateur permet de tester des configuration différente. Alpha sole étant beaucoup plus gros, sont déplacement n'est plus possible. La liaison avec l'utilisation n'en est que plus facile.

• Fixation de l'orientation Nord-Sud avec récepteur en hauteur
• Ajout d'un miroir au nord
• Récepteur fixe (ajout éventuel d'une visière réfléchissante selon la saison)
• Entrée/sortie d'un seul coté de la chaudière ("coaxial")

Transmission et suivi

Abandon de la motorisation individuelle de chaque facette par des moteurs pas à pas : coûteuse, peu précises (1 pas correspond à 1° environ) et consommatrice (alimentation en permanence pour assurer le positionnement) :

• transmission à parallélogrammes déformables ; motorisation unique pour 2 través de facettes
• entrainement écrou-vis : forte démultiplication (x100) et irréversibilité
• Rattrapage de jeu par tendeurs avec surchage limité sur la motorisation
• Motorisation en courant continue possible (motoréducteur avec une vitesse de quelque tours par minute pour la vis sans fin)
• Suivi par paire de capteur (un photo détecteur de part et d'autre du récepteur)
• Pré-calcul de point de fonctionnement pour assurer le recalage en cas de passage nuageux

Facettes

Les facettes plates du démonstrateur permettent de tester des configurations différentes, mais engendre une multiplication des facettes et une focalisation médiocre. Les facettes deviennent :

• Incurvées pour assure une meilleure focalisation (position du récepteur connue à l'avance)
• de largueur variables afin de limiter leur nombre au maximum
• compenser en dérive (distance axe/facette fonction du la facette)

Optique secondaire

La courbe de réflexion CPC est à la fois difficile à réaliser et approximative (source considérée à l'infini)

• Courbe optimisée en fonction de la source (concentrateur non imageant)
• Matrice de cintrages du réflecteur
• Limitation du gap loss par utilisation de nervures interne (?)
• Mise en place d'un "saute vent" pour limiter les pertes par convection

Choix de géométrie pour le concentrateur primaire

Pour obtenir la puissance de 5kW (environ 5 fois la puissance du démonstrateur), il faut fortement augmenter la taille du concentrateur.

Référence (démonstrateur) : xxh-45°x70%-(1)x20-088

Avec 6 démonstrateurs mis bout à bout (12m de long)

• 20 facettes plates de 100mm
• Récepteur : 200mm de large (+50m d'isolation de part et d'autre), avec une acceptation de +/-45°
• miroir de Fresnel : 2x12 = 24m2
• Ombre du recepteur : 0.3x12 = 3.6m2
• Sans effet mur nord

Soit environ 20.4m2 utiles et un facteur de concentration du primaire inférieur à x10. Cette géométrie sert de référence avec une puissance crête que l'on peut évaluer à 20.4/4 = 5.1kW.à 100° (dleta t 70° ?)

Solution 1 : NSh-41°x69%-(47)x2-156

• 4 facettes incurvées (375 625 625 375mm) sur 10m
• Récepteur : 150mm de large (+50m d'isolation de part et d'autre), avec une acceptation de +/-41°
• miroir de Fresnel : 2x10 = 20m2
• Récepteur raccourci de la demi-hauteur : 10 - 1.85/2 = 9.075
• Ombre du récepteur : 0.25x9 = 2.3m2
• Effet mur nord : 2 x 1.85/2 = 1.85m2

Soit environ 19.5m2 utiles avec un facteur du concentration du primaire de x14 Plage d'utilisation au facteur de concentration nominal de -56° à +56°. Utilisable en toute saison.

Solution 2 ; NSh-48°x66%-(347)x2-145

• 6 facettes incurvées (250 375 625 625 375 250mm) sur 8m
• Récepteur : 150mm de large (+50m d'isolation de part et d'autre), avec une acceptation de +/-48°
• miroir de Fresnel : 2.5x8 = 20m2
• Récepteur raccourci de la demi-hauteur : 10 - 1.85/2 = 7.075
• Ombre du récepteur : 0.25x7 = 1.8m2
• Effet mur nord : 2.5 x 1.85/2 = 2.3m2

Soit environ 20.5m2 utiles avec un facteur du concentration du primaire de x19

Plage d'utilisation au facteur de concentration nominal de -56° à +56°.

Utilisable en été et en intersaison. Utilisation possible en hivers avec ajout d'une visière réfléchissante.

Possibilité d'avoir des versions dégradé :

• en supprimant les facettes extrémes : 16.5m2 avec un facteur de concentrateur de x15
• en raccourcissant le récepteur à 6m : 18m2 avec un facteur de concentration de x20
• en combinant les deux : 12m2 avec un facteur de concentration de x16

Solution 3 : NSh-45°x80%-(357)x2-134

• 6 facettes incurvées (300 500 700 700 500 300mm) sur 6m
• Récepteur : 150mm de large (+50m d'isolation de part et d'autre), avec une acceptation de +/-48°
• miroir de Fresnel : 3x6 = 18m2
• Récepteur raccourci de la demi-hauteur : 10 - 1.85/2 = 5.075
• Ombre du récepteur : 0.25x5 = 1.3m2
• Effet mur nord : 3 x 1.85/2 = 2.8m2

Soit environ 19.5m2 utiles avec un facteur du concentration du primaire de x25

Mais plage d'utilisation la plage d'utilisation à la puissance nominale est restrinte (de -40° à +40° ?). Bon fonctionnement en été, et éventuellement en intersaison. Utilisation quasi impossible en hivers.