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Etude et réalisation d’un concentrateur cylindro parabolique avec poursuite solaire

Pendant que certains s'interrogent sur la rentabilité des énergies renouvelables, notamment sur le solaire thermique la forte augmentation des prix de l'électricité débutée en 2013 se poursuit, le rattrapage sur les prix pratiqués en Europe va encore progresser les prochaines années.

Les français se posent encore des questions..

. L'installation d'un chauffe-eau solaire est-il rentable?

. Quel capteur solaire installer thermique, PV, hybride?

. Quelles réelles économies sont réalisées avec du solaire?

Ma réponse sera simpliste attendez encore un peu... vos doutes s'envoleront en même temps que votre facture EDF

Ce qui est important dans ce type d'installation, c'est la durée de vie des matériels installés... investissez dans des installations durables, attention aux éco-prédateurs qui vendent pas cher des installations jamais amorties, soit parce qu'elles sont corrodées avec d'être amorties et encore trop souvent mal orientées car installées sur un toit ne présentant pas les bonnes caractéristiques (pente ou orientation).

concentrateur cylindro parabolique solaire à suivi automatique vue d'ensemble, d'un coté 17 m2 de capteurs solaires hybrides produisent de l'électricité et de l'eau chaude via un chauffe-eau solaire ROTEX sanicube, ils sont orientés plein Sud avec une pente à 34°, de l'autre coté (à droite) le concentrateur cylindro parabolique en position pour le levé du soleil. Les premiers sont froids alors que le second est déjà chaud...

concentrateur cylindro parabolique CCP

Cette année, j'ai donc développé un système de concentrateur solaire expérimental à suivi automatique, la surface du miroir de 6,25 m2 est constitué de tôles d'inox poli, miroir métallique incassable, monté sur une structure également en inox pour être durable en résistant à la corrosion.

Comparer la production thermique de différents capteurs fixes pour les premiers et système mobile pour le second les capteurs fixes sont bien sûr orientés plein Sud, ils attendent le soleil.. ils sont véritablement opérationnels vers 11h (9h00 solaire). Leur inertie est due à leur structure et au liquide caloporteur (glycol) contenu dans les tuyaux, ils doivent monter en température 8°C au dessus de la température du chauffe-eau pour commencer à produire de l'eau chaude.

concentrateur solaire cylindro parabolique

concentrateur cylindro parabolique solaire soleil levant

Le concentrateur solaire commence à chauffer vers 8h30 puisqu'il a beaucoup moins d'inertie thermique que les capteurs fixes, il produit bien avant 9h (7h00 solaire) puisqu'il fait face au soleil levant

Le suivi solaire va durer toute la journée le miroir parabolique restera face au soleil, dirigé par des cellules photo-électriques via une carte électronique, et ce, jusqu'au soir 19h30. Des contacts "fin de course" donnent les limites dans les différentes positions, ils sont règlables pour s'ajuster en fonction de la saison.

Conclusions

Les systèmes à suivi solaire sont le plus souvent réalisés pour des panneaux photovoltaïques, plus légers et avec moins de contraintes (absence de conduite), le bilan des gains obtenus s'élève à 46% de production supplémentaire par rapport aux panneaux fixes

concentrateur cylindro parabolique solaire à suivi automatique

Quand une maison existante ne présente pas de toiture compatible avec l'installation de capteurs solaires plans, on peut soit les installer sur des chassis fixés au sol, soit on opte pour un système très pointu, mais réservé "aux experts".

Ce concentrateur solaire à été réalisé en auto-construction (sans subvention) il faut être assez bon bricoleur pour s'attaquer à un tel projet, les calculs pour étudier la courbure du miroir métallique ne sont pas si compliqués, il faut d'abord réaliser une épure à l'échelle 1 pour que le système soit vraiment précis. Le choix des matériaux est primordial, les protections contre leur auto-inflammation l'est tout autant, la température au niveau du foyer est impressionnante (650°C) la mise au point de l'ensemble à été compliquée mais très intéressante. La puissance pour un tel concentrateur solaire cylindro-parabolique de 6 m2 s'élève à 3Kw/h il est primordial d'isoler les tuyauteries souples sur l'ensemble de leur parcour.

Le système de transmission du mouvement est composé de petits moteurs électriques 12V à courant continu pour permettre les mouvements dans les deux sens, le premier vers l'Ouest toute la journée et vers l'Est le soir, un second qui gère les sens Nord/Sud. Les mouvements sont très lents car fortement démultipliés, ce qui permet de faire fonctionner l'ensemble avec quelques watts seulement.

Autre contrainte très importante, la prise au vent: il est necessaire de maintenir en position repos le système en cas d'avis de coup de vent, il est même plutôt déconseillé de l'installer dans des zones souvent exposées aux vents, un amarrage solide existe sur mon système pour éviter de le retrouver couché...

démonstration du concentrateur solaire cylindro parabolique sur youtube

vidéo démonstration du concentrateur solaire cylindro parabolique sur youtube

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