Comment fonctionne une cheminée solaire?
Cheminée solaire
Une cheminée solaire met à profit le vent créé dans une cheminée par les différences de densité due à l’échauffement de l’air, pour faire tourner une turbine et générer de l’électricité.
Un projet grandiose fondé sur ce principe va être mis en oeuvre en Arizona.
La société australienne EnviroMission en est le constructeur.
Plusieurs cheminées solaires semblables à ce que représente la photo seront implantées pour produire 200 megawatts, leur hauteur de 720 mètres est deux fois et demi celle de la tour Eiffel (324 mètres).
Fonctionnement d’une cheminée solaire
Le fonctionnement est illustré par ce dessin:
Les rayons solaires captés sur une surface d’impact autour de la cheminée provoquent l’échauffement de l’air entrant à la périphérie et qui s’échappe par la cheminée, faisant tourner les turbines qui produisent le courant.
Le projet à un coût prévu de 750 millions de dollars (520 millions d’euros).
Un projet similaire est prévu en Namibie par la société Hahn & Hahn, qui est en fait la source de la photo ci-dessus. On parle cette fois de 400 megawatts produits par chaque tour.
Centrale solaire au sel
L’utilisation de sel fondu comme moyen de conserver la chaleur permet à une centrale solaire de produire de l’électricité même durant la nuit.
La première centrale solaire au sel fondu a été construite en Sicile. Des projets similaires sont en cours au USA.
La France a en fait déjà réalisé un projet de centrale thermique, Themis, qui a fonctionné de 1983 à 1986.
L’Espagne a aussi une centrale à Séville mais elle chauffe directement l’eau dans une chaudière, et ne conserve donc pas la chaleur.
Au lieu d’utiliser des cellules photovoltaïques pour produire directement de l’électricité à partir des photons, on les capte dans de grands miroirs qui convergent sur une tour contenant un substrat de sel fondu.
Celui-ci a la propriété de supporter de hautes températures, jusqu’à 1000°, et de conserver la chaleur. Il reste liquide au-dessus de 218°.
Le fonctionnement de la centrale au sel fondu est décrit dans le graphe ci-dessous, traduit par Cryonie.com.
Fonctionnement d'une centrale solaire au sel fondu
La centrale Archimède de Sicile couvre une surface de miroirs de 30 000 mètres carrés et elle produit 5 megawatts par jours.
Voir la vidéo sur la centrale Archimède:
Le concentrateur solaire
Mis au point par une université d’Arizona et l’astronome Roger Angel, le concentrateur solaire bien que plus compact qu’un panneau solaire fournit 1000 fois plus d’énergie.
C’est un système complet doté d’une électronique pour suivre le déplacement du soleil dans le ciel et orienter de façon optimale le récepteur.
Il utilise des cellules déjà disponible dans le commerce mais sensibles à longueurs d’ondes différentes pour un meilleur rendement.
Nanotechnologies et solaire
Le substrat flexible est la tendance actuelle et ces cellules solaires offrent également cette propriété. En outre elles utilisent moins de ressource en semi-conducteurs que la technologie actuelle.
Au contraire d’autres technique qui absorbent très bien l’énergie solaire mais la restituent imparfaitement, les nouvelles cellules fabriquent presque autant d’électricité qu’elle reçoivent d’énergie sous forme de photons.
Les tubes de silicium qui la composent sont la clé de son efficacité: lorsqu’ils forment une grille, leur interaction absorbe un maximum de rayons solaires, car la partie qui n’est pas aborbée et se trouve dispersée, est récupérée par les autres tubes, comme le montre le schéma de Caltech, traduit en français par Cryonie.com.
Ces tubes n’ont qu’un micro de diamètre et 65 microns de longueur en moyenne. Le silicium ne compose que 2% de la quantité du substrat, 98% est formé de polymère, ce qui évidemment ajouté à sa flexibilité le rend peu coûteux. La flexibilité permet de produire en rouleaux, c’est plus facile que de produire des plaques rigides.
Le projet est soutenu par une compagnie pétrolière et le Department of Energy. Il promet un avenir radieux à l’énergie solaire!