ORSAY

 

n° d'ordre

 

UNIVERSITE DE PARIS-SUD

 

CENTRE D'ORSAY

 

 

 

THESE

 

 

 

présentée

 

Pour obtenir

 

 

Le titre de DOCTEUR EN SCIENCES

de l'Université PARIS XI ORSAY

Spécialité Sciences Physiques

Mention Optique et Photonique

 

par

 

 

François   HENAULT

 

 

 

CONCENTRATION DU RAYONNEMENT SOLAIRE

 

PAR SIMPLE ET DOUBLE REFLEXION :

 

CONTRIBUTION AUX METHODES DE REGLAGE ET DE CONTROLE

 

DES SURFACES REFLECTRICES A FACETTES

 

 

 

Soutenue le 1^er juin 1987 devant la Commission d'examen

 

 

MM.

CAGNET CLAVERIE DUPUY PHARABOD ROYERE

Président

---

 

 

TITRE

 

CONCENTRATION DU RAYONNEMENT SOLAIRE

PAR SIMPLE ET DOUBLE REFLEXION : CONTRIBUTION

AUX METHODES DE REGLAGE ET DE CONTROLE DES

SURFACES REFLECTRICES A FACETTES.

 

RESUME

 

 

Les performances énergétiques des systèmes concentrateurs d'énergie  solaire  à  facettes  réflectrices  (simple  ou  double réflexion) sont caractérisées par les répartitions d'éclairement formées sur un système récepteur donné. Mais ces performances restent souvent inférieures à celles qui étaient attendues, du fait de défauts propres aux installations solaires. Parmi ceux-ci, les défauts de réglage et de surface des miroirs sont essentiels  il est donc nécessaire de les évaluer précisément.

L'estimation des défauts de réglage fait appel à une mé­thode originale de rétrovisée sur le soleil ou la lune, dont le principe est d'observer, à partir d'un point situé dans le volume focal de l^'installation en fonctionnement,  les distributions de luminance visibles sur les surfaces réflectrices. Dans le cadre d'une approximation du premier ordre, les déréglages des miroirs n'entraînent qu'un décalage de ces distributions, et les erreurs ainsi mesurées sont validées par un code de simulation graphique.

Au premier ordre, la répartition d'éclairement réfléchie par un miroir est le produit de convolution de la loi de luminance solaire  avec  la  réponse  impulsionnelle  effective  du  miroir, caractéristique  de  ses  défauts  de  surface,  et  dont  le mode d'évaluation repose également sur un principe de rétrovisée.

Les expérimentations ont été réalisées sur les sites de Targassonne (centrale solaire THEMIS) et d'Odeillo (four solaire de 1000 kW) et concernent les déréglages des héliostats focalisants de THEMIS  et  des  héliostats  plans  d'Odeillo,  et  les  réponses impulsionnelles des facettes réflectrices du concentrateur du four de 1000 kW. Leurs résultats sont prometteurs dans la perspective d'une  extension  ultérieure  des  capacités  des  méthodes  par rétrovisée,  et mettent en évidence l'influence primordiale des défauts de surface des miroirs sur les performances énergétiques des installations.

 

MOTS CLES

 

Rayonnement solaire concentré

Eclairement

Luminance

Centrale à tour

Four solaire

Héliostat

Défauts de réglage

Réponse impulsionnelle