Concentration du rayonnement solaire par simple et double réflexion: Contribution aux méthodes de réglage et de contrôle des surfaces reflectrices à facettes - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1987

Single or double reflection solar radiation focussing : contribution to the methods of aligning and controlling the multifaceted reflective surfaces

Concentration du rayonnement solaire par simple et double réflexion: Contribution aux méthodes de réglage et de contrôle des surfaces reflectrices à facettes

Résumé

The focussing performances of solar radiation multifaceted concentrating facilities are characterized by the irradiance distributions on a given receptor to be energized. But these performances often do not reach those one expected because of Solar facilities specific defects. Among these defects individual mirrors alignment and shape errors are of prime importance : so it is required to evaluate them carefully.A way of measuring these alignment errors is proposed which relies on an original method of back-sighting the sun (or the moon) the principle consists in looking at the radiance distributions as they are seen through the reflecting surfaces from a point in the focussing area.Under. a first order approximation the mirrors misalignments lead only to a translation of the radiance patterns : the resulting errors are checked through a graphic simulation computer code.Also to the first order the irradiance from a beam reflected by a single mirror element is the convolution integral of the radiance of the sun disc by the effective point Spread function of the mirror element which characterizes its defects and is also determined following the same principle of back-sighting. The experiments have been conducted at the sites of Targasonne (THEMIS Solar Power Plant) and Odeillo (1 MW Solar Furnace): they have been devoted to the evaluation of mirrors alignment errors on THEMIS focussing heliostats and Odeillo flat heliostats and of point spread function of individual mirrors on the 1 MW Solar Furnace concentrator. The achieved results are promising in the perspective of a future extension of the back-sighting method capability and put forward the definitely important influence of mirrors surface defects on the performances of the multifaceted focussing solar facilities.
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 mé¬thode 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.
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Dates et versions

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  • HAL Id : tel-01088867 , version 1

Citer

F. Henault. Concentration du rayonnement solaire par simple et double réflexion: Contribution aux méthodes de réglage et de contrôle des surfaces reflectrices à facettes. Optique [physics.optics]. Universuté Paris XI Orsay, 1987. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01088867⟩
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