Montagne solaire

Montagne solaire

La montagne solaire est un nouveau système de production délectricité dérivé du concept de tour solaire, développé par le bureau d'étude Elioth. Le rayonnement solaire est emmagasiné sous forme dair chaud dans une serre collectrice et dirigé vers des turbines sous leffet du tirage thermique dune cheminée. Le principe de montagne solaire a fait l'objet d'un dépôt de brevet international en 2005.

Sommaire

De la tour solaire à la montagne solaire

Rappel du principe de fonctionnement de la tour solaire

Les cheminées solaires exploitent deux phénomènes naturels : leffet de serre et la convection. Elles créent finalement un vent solaire dont la fabrication et lexploitation se décomposent sous la forme :

  • Dun collecteur, associé à une serre située à proximité du sol qui capte le rayonnement solaire, direct et diffus, et emprisonne ce flux énergétique par une enveloppe transparente; le volume dair séchauffe donc.
  • La cheminée qui crée un gradient de pression entre lair situé en bas plus chaud et donc moins dense que lair situé à la sortie de la cheminée. Lair issu du collecteur est ainsi soumis à la poussée dArchimède et tend à créer un vent à la base de la cheminée. Dans cette zone, on place des turbines chargées de transformer la puissance cinétique de lair en électricité.

La puissance de l'installation est proportionnelle à la hauteur de la cheminée, la surface du collecteur et le potentiel solaire du site.

Article détaillé : tour solaire.

L'évolution vers la montagne solaire

La Montagne Solaire est une évolution du concept de la cheminée solaire. Les inconvénients inhérents aux tours solaires résident en grande partie dans :

  • La difficulté technique et constructive dune tour de très grandes dimensions (notamment dans les zones du globe soumises aux séismes et/ou à des vents violents)
  • Limpact sur le paysage dune tour
  • Le coût dinvestissement dun tel exploit structurel

Lidée originelle du projet est issue dune trivialité : la surface du globe fournit des appuis naturels grâce au relief et en particulier grâces aux montagnes ! Dès lors monter à 200, 1000 ou 3000 mètres ne représente plus un exploit technique majeur dans la mesure le conduit de la cheminée épouse le relief et prend appui régulièrement sur le sol.

Description du système

Axes de développement

Les axes de développement du concept ont été les suivants :

  • Fournir un système modulaire pouvant croître ou décroître en fonction des besoins en énergie : la longueur du conduit de cheminée peut être augmentée comme la surface du collecteur.
  • Limiter au maximum lempreinte sur le paysage et lécologie du site.
  • Proposer un dispositif léger dont linstallation ne crée aucun chantier : la montagne solaire est composé uniquement déléments gonflés ou tendus, les fondations sont des lests deau.
  • Proposer un projet low tech adaptable dans toutes les zones du globe et ne requérant pas une main dœuvre très qualifiée. Le montage est simple et se fait à partir déléments préfabriqués par lindustrie (poteaux gonflables, lests dancrage, membrane extérieure prédécoupée avec ses pièces dancrage...)
  • Créer un système de production dénergie assurant une production électrique minimale à toute heure et à toute date. L'inertie thermique permet dassurer la continuité de la production dénergie pendant la nuit.
  • Rendre lentretien et la maintenance facile et réduire les coûts dinvestissement en utilisant des matériaux peu chers et peu salissants comme la membrane extérieure en ETFE, de manière à permettre à des micro-centrales dêtre rentable dans des zones difficiles daccès.

Evolutivité

La Montagne Solaire est un système modulaire. A partir dune base constitutive minimale, il est possible daugmenter ou diminuer la taille de la cheminée comme la surface des collecteurs en fonction des besoins en énergie.

Objectif de légèreté et de transparence

La montagne solaire tend à réduire lénergie grise. La matière utilisée pour le projet fonctionne essentiellement en traction et nest donc pas soumise aux instabilités de la matière comprimée. Les parties comprimées sont de lair ou de leau. Lautre avantage de cette philosophie constructive réside dans le très faible poids et encombrement de la matière à transporter sur site. Le chantier proprement dit sera ainsi limité aux équipements délectricité de puissanceturbines, transformateurs électriques. Enfin, chaque module de 12 m x 12 m a un système indépendant de récupération des eaux pluviales sous forme de lest deau.

Structure du collecteur

Le collecteur est constitué de trois éléments :

  • une membrane transparente qui laisse passer la lumière mais pas la chaleur
  • des poteaux gonflés stabilisés par des haubans qui tiennent la membrane
  • des lests deau qui jouent le rôle de fondations en ancrant les haubans et la membrane

Lancrage assuré par le lest gonflé deau réalise une triple fonction :

  • Lester le collecteur vis-à-vis des efforts de soulèvement dus au vent et assurer la stabilité latérale par frottement solide.
  • Emmagasiner la chaleur de la journée pour la restituer la nuit grâce à linertie thermique de leau.
  • Récupérer les eaux de pluie du site.

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