Capteur solaire - Lentille de Fresnel

[Aumicron]

Régulièrement lors de recherches je tombe sur cette page qui présente un capteur solaire à air "amélioré" à l'aide de lentilles de Fresnel :

http://www.optik-solution.com/cms.php?id_cms=12

Vers la fin, il est indiqué une augmentation de 28% du rendement grâce aux lentilles.

Personnellement je doute d'une élévation quelconque du rendement.

Qu'en pensez-vous? Y a t-il un intérêt à utiliser une lentille de Fresnel en solaire thermique en dehors du fait d'obtenir une température plus élevée?

[citro]

Même si il faut encourager ce genre de démarche pédagogique, j'ai le regret de constater que la réflexion qui doit précéder l'action n'a pas été convenablement menée...
- On utilise un système optique, sans respecter les lois fondamentales qi régissent cette science, à commencer par le point focal...

- On cherche à capter des infrarouges sans utiliser la meilleure surface de captage...un revêtement noir mat

Je m'arrête là, la littérature sur les systèmes à concentration solaire est suffisamment fournie pour y trouver l'inspiration nécessaire...

Juste 2 choses, En général, on utilise ce genre de lentilles Fresnel pour concentrer la lumière qui frappe la lentille sur une surface plus petite d'un capteur.
Ici, les tubes qui servent de capteurs sont d'une surface plus grande que les lentilles... Les lentilles Fresnel sont utilisées pour économiser la surface de capteurs de grande valeur, en général de capteurs photovoltaïques...Ici les capteurs n'ont qu'une faible valeur comparé aux lentilles, et surtout les tubes ne sont pas plats...
Enfin, la concentration solaire ne fonctionne que si on respecte scrupuleusement le suivi solaire, sinon le rendement s'effondre...

C'est la grande particularité de la concentration solaire, elle ne fonctionne QUE si l'ensoleillement est DIRECT, au moindre nuage, la production d'énergie chute dans le même rapport que la concentration, c'est à dire se retrouve à néant...

Plutôt que des lentilles de Fresnel, une concentration parabolique ou cylindro-parabolique serait plus pertinente, moins chère et plus efficace sur un capteur tubulaire placé au foyer de la parabole... De telles centrales ont été construites à grande échelle dans les années 30, il me semble, en Egypte, notamment...

Si le projet est de réaliser à bas coût un capteur solaire à air chaud, la concentration optique est à éviter pour optimiser le rendement pendant les périodes de soleil voilé au lieu de restreindre la production aux seules périodes de ciel clair...
Un capteur solaire avec des canettes est bien plus aisé à réaliser et la toile regorge d'exemples et de tutoriels... Le forum à maintes fois cité ce genre de réalisations...

[cortejuan]

Bonjour,

je suis opticien de profession et j'ai, dans ma jeunesse, bossé sur les capteurs (holographiques) à concentration.

Rien à rajouter au commentaire de citro, tout est dit.

Cordialement

[Aumicron]

Merci pour vos commentaires. J'aimerais aller un peu plus loin mais uniquement sur le plan technique (peu importe le coût, la simplicité, la mise en oeuvre...)

Considérons 2 capteurs solaires thermiques équipés d'un très bon suivi solaire et situés au même endroit avec un ciel parfaitement dégagé.

Que peut-on espérer comme gain par l'ajoût d'une lentille de Fresnel sur un des 2 capteurs en dehors d'une température plus élevée?

[Gaston]

Que peut-on espérer comme gain par l'ajoût d'une lentille de Fresnel sur un des 2 capteurs en dehors d'une température plus élevée?

Une température en hausse à débit constant ou un débit en hausse à température identique.

Bref, une puissance plus élevée, exactement comme avec un panneau de surface plus importante (approximativement égale à la surface de la lentille).

[citro]

Considérons 2 capteurs solaires thermiques équipés d'un très bon suivi solaire et situés au même endroit avec un ciel parfaitement dégagé.

Que peut-on espérer comme gain par l'ajoût d'une lentille de Fresnel sur un des 2 capteurs en dehors d'une température plus élevée?

Il s'agit de CONCENTRATION...
1/ soit on garde la même surface totale, cela signifie que les lentilles sont de la surface totale du capteur initial, on doit alors résuire la surface des capteurs (si le capteur est beaucoup plus cher que la lentille ou le miroir).

2/ soit on augmente la surface des lentilles de leur rapport de concentration, la puissance augmente, mais la surface aussi.

Il faut savoir qu'a surface de captage identique, la puissance sera la même que l'on soit avec ou sans concentration (en fait on produira moins avec de la concentration).

La quantité de soleil qui éclaire 1m² de capteur et la même que la quantité de soleil qui traverse 1m² de lentille Fresnel ou de miroir parabolique.

Il n'y a pas de miracle, pas de production surunitaire...
Aucun gain sur la surface de captage, juste un éventuel gain financier sur l'investissement en terme de structure (supports des capteurs) et bien évidemment en terme de coût capteur.

Enfin, la concentration permet, dans le cas du solaire thermique une élévation considérable de la température ce qui ouvre des perspectives suplémentaires (utilisation industrielle).

[cortejuan]

Bonsoir,

La concentration est intéressante quand le capteur est coûteux c'est le cas avec du photovoltaïque impliquant des matériaux peu disponibles. Sinon comme il est dit : à surface de capture égale, avec ou sans concentration c'est théoriquement identique.

En théorie car la lentille de Fresnel n'est pas parfaitement transparente on peut compter sur une transmission de 80 %. Cette perte est due à l'absorption du matériau et surtout aux nombreuses facettes dont les arêtes diffusent la lumière. Donc pas de gain plutôt l'inverse.

Sans compter le tracking du soleil qui n'est pas si simple à réaliser et surtout un soleil toujours bien visible.

Mais bon, pour obtenir de fortes températures localement ça peut jouer...

Cordialement

[citro]

Merci d'avoir développé cortejuan, c'est exactement ou je voulais en venir en écrivant:

(en fait on produira moins avec de la concentration).