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Montagne solaire
La montagne solaire est un nouveau système de production d’électricité dérivé du concept de tour solaire, développé par le bureau d'étude Elioth. Le rayonnement solaire est emmagasiné sous forme d’air chaud dans une serre collectrice et dirigé vers des turbines sous l’effet du tirage thermique d’une 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 : l’effet de serre et la convection. Elles créent finalement un vent solaire dont la fabrication et l’exploitation se décomposent sous la forme :
- D’un 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 d’air s’échauffe donc.
- La cheminée qui crée un gradient de pression entre l’air situé en bas plus chaud et donc moins dense que l’air situé à la sortie de la cheminée. L’air issu
du collecteur est ainsi soumis à la poussée d’Archimède 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 l’air 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 d’une tour de très grandes dimensions (notamment dans les zones du globe soumises aux séismes et/ou à des vents violents)
- L’impact sur le paysage d’une tour
- Le coût d’investissement d’un tel exploit structurel
L’idée originelle du projet est issue d’une 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 où 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 l’empreinte sur le paysage et l’écologie du site.
- Proposer un dispositif léger dont l’installation ne crée aucun chantier : la montagne solaire est composé uniquement d’éléments gonflés ou tendus, les fondations sont des lests d’eau.
- Proposer un projet low tech adaptable dans toutes les zones du globe et ne requérant pas une main d’oeuvre très qualifiée. Le montage est simple et se fait à partir d’éléments préfabriqués par l’industrie (poteaux gonflables, lests d’ancrage, membrane extérieure prédécoupée avec ses pièces d’ancrage...)
- Créer un système de production d’énergie assurant une production électrique minimale à toute heure et à toute date. Le lest thermique permet d’assurer la continuité de la production d’énergie pendant la nuit.
- Rendre l’entretien et la maintenance facile et réduire les coûts d’investissement en utilisant des matériaux peu chers et peu salissants comme la membrane extérieure en ETFE, de manière à permettre à des micro-centrales d’être rentable dans des zones difficiles d’accès.
Evolutivité
La Montagne Solaire est un système modulaire. A partir d’une base constitutive minimale, il est possible d’augmenter 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 l’énergie grise. La matière utilisée pour le projet fonctionne essentiellement en traction et n’est donc pas soumise aux instabilités de la matière comprimée. Les parties comprimées sont de l’air ou de l’eau. L’autre 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 d’électricité de puissance – turbines, transformateurs électriques. Enfin, chaque module de 12 m x 12 m a un système indépendant de récupération des eaux pluviales sous forme de lest d’eau.
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 d’eau qui jouent le rôle de fondations en ancrant les haubans et la membrane
L’ancrage assuré par le lest gonflé d’eau 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 l’inertie thermique de l’eau.
- Récupérer les eaux de pluie du site.
Articles connexes
Liens externes
- Le site officiel d'Elioth
- Un article sur la montagne solaire dans actu-environnement
- Un article sur la montagne solaire dans Le Monde
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Catégorie : Énergie solaire
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