Utilisations actuelles
1) La production d’énergie dans le désert
Nous allons évoquer l'utilisation du moteur Stirling afin de produire de l'énergie dans le désert:
Le moteur Stirling est employé actuellement pour la production d’énergie grâce à des paraboles placées dans le désert. D’immenses champs sont aménagés avec l’implantation de dizaines de paraboles chargées de capter les rayons lumineux du Soleil et de les transformer en énergie électrique.
Champ de paraboles Stirling dans le désert
On sait grâce aux propriétés d’une parabole d’équation y = ax² que tout rayon qui arrive parallèlement à l’axe y est dévié vers le foyer de cette dernière. En l’orientant vers le Soleil, la parabole concentre les rayons solaires vers le moteur Stirling au foyer du miroir parabolique.
Ceci peut se représenter par le schéma suivant :
Schéma explicatif d'une parabole
Le moteur Stirling fait alors tourner le générateur d’électricité et crée de l’énergie mécanique.
En matière de rendement, une parabole Stirling produit plus d’énergie que la même surface en panneaux solaires et pourrait même revenir moins cher que des panneaux solaires classiques.
Mais ce moyen de production d’énergie est portable aux particuliers : un projet de parabole personnelle est en étude.
Cette coupure de journal issue du Monde, du 18/03/2013 nous montre l'exemple d'une "centrale solaire XXL" implantée aux Emirats Arabes Unis, pays des Rois du Pétrole. Cela nous montre bien la volonté de faire des économies, même pour ces riches émirs d'Orient..
Cliquer sur l'image pour la rendre plus nette !!!
2) La Tour Solaire PS10
Four solaire d'Odeillo
Le principe d'un four solaire est simple : permettre une cuisson avec comme seule source d'énergie le Soleil. Celui d'Odeillo est l'un des deux plus grands du monde avec le four solaire de Parkent en Ouzbékistan. Il est haut de 54 mètres et large de 48 mètres. 63 miroirs de 45 m² sont utilisés pour concentrer les rayons solaires vers 9500 miroirs de 2025 cm² (0.2025 m²).
Ce four solaire est le symbole mondial de l’énergie Solaire en France. Il se situe à Font-Romeu-Odeillo-Via dans les Pyrénées-Orientales. Ce site a été choisi pour la durée de l’ensoleillement en lumière directe de bonne qualité accompagné de la pureté de l’atmosphère (altitude élevée, faible humidité…)
Le principe que ce four met en œuvre est celui de la concentration des rayons (du Soleil) par des miroirs réfléchissant. Les rayons du Soleil sont d’abord captés par un premier regroupement de miroir situé sur une pente. Ces miroirs sont orientables selon le positionnement du Soleil.
Les rayons reflétés par ces miroirs sont envoyé vers un deuxième regroupement de miroir appelé les concentrateurs, ils sont disposés en forme parabolique. De ce point là, ils convergent le rayon au sommet d’une tour centrale où se trouve la cible de 40cm de diamètre. L’énergie créé équivaut à 10 000 soleils.
3) La Tour Solaire PS10
La tour solaire PS10
Au premier plan, la centrale solaire PS10. Au second plan, la centrale solaire PS20.
La tour solaire PS10 est située à Sanlúcar la Mayor, à 15 km à l'Ouest de Séville. Malgré sa hauteur de près de 115 mètres, son épaisseur n'est que de 8 mètres afin de diminuer son impact visuel. Les miroirs qui entourent cette tour ont chacun 120m² et concentrent les rayons vers le haut de la tour.
Dans cette tour tour solaire la chaleur est stockée dans un réservoir d’eau qui est surchauffée à une température de 285°C et une pression de 50 bar. Lorsque la pression de ce réservoir baisse, l’eau s’évapore. Le seul inconvénient est que la capacité temporel de stockage est d’une heure, bien que la conservation à plus longue durée soit possible, il n’est pas encore mise en œuvre dans cette tour. Cependant plusieurs personnes militent pour le stockage, l’utilisation de sel fondu qui permettra une grande capacité de stockage pendant une longue durée presque sans perte.
En 2009, une centrale technologique similaire à la centrale PS10 fut achevée : La centrale PS20. Cette centrale est actuellement en fonctionnement. D’autres usines sont prévues dans la même région que la PS10.
4) Autres usages
Deux sous-marins militaires (un suédois et un australien) ont été dotés d'un moteur Stirling afin de pouvoir maintenir les principales fonctions de l'appareil en cas de panne.
Le moteur Stirling est également employé dans l'industrie spatiale en équipant certains satellites, l'emploi de matériaux radioactifs étant particulièrement risqué, notamment lors de la phase de décollage. Les panneaux solaires, quant à eux, peuvent se détériorer.
Le fait que le moteur Stirling soit réversible lui permet de créer du froid à la manière d'un compresseur de réfrigérateur, en renvoyant la chaleur de la source froide vers la source chaude. Le rendement est alors élevé. C'est pour cela qu'il est utilisé à une échelle industrielle afin de produire du froid en grande quantité.