20/11/2015 - Ils patent un modèle d'héliostat pour illuminer les zones ombres au bas des bâtiments

Menéame

Le groupe de physique pour l'énergie et les ressources naturelles de la UCO Il travaille sur les questions de rayonnement solaire. Parmi ses objectifs figure l'amélioration des systèmes d'éclairage naturel dans les environnements urbains. Dans les bâtiments, l'incidence de la lumière du soleil n'est pas uniforme sur leurs façades. En raison de son mouvement de l'Est à l'Ouest dans la voûte céleste, il y a des zones plus exposées à l'astro et des zones que moins. L'orientation nord est plus froide et plus obscure dans l'hémisphère Nord. Une solution pour éclairer des zones spécifiques de bâtiments, comme les fenêtres, est l'utilisation d'un héliostat. Comme un tournesol, l'appareil tourne son miroir selon le mouvement solaire et reflète ses rayons à la zone désirée.

L'équipe de chercheurs de l'Université de Cordoue a présenté un héliostat innovant. Le système, conçu pour de petites applications, est basé sur un miroir plat qui reflète les rayons du soleil en parallèle à l'axe polaire de la Terre. "Nous savons où se trouve le Soleil à n'importe quelle époque de l'année et à n'importe quelle heure et sa vitesse de rotation, notre position sur la planète et nous savons quelle est l'inclinaison de la Terre. En utilisant ces données astronomiques, nous avons créé le dispositif," explique le coordinateur du groupe, Rafael López Luque. Tous sont des concepts de base en astronomie, par exemple la vitesse de rotation de la Terre autour de son axe, le mouvement de rotation, ou son degré d'inclinaison, connaissances qui sont enseignées dans l'enseignement obligatoire.

Vis et polygone

L'héliostat polaire développé se compose d'une vis et d'un polygone qui se déplace autour de lui. La vis est située parallèlement à l'axe de la terre. "L'appareil est très simple et ne nécessite qu'une seule action pour son positionnement, donc il est facilement implémenté par un contrôleur électronique," résume Manuel Torres Roldán, doctorant du groupe de recherche. Dans un premier article, fruit de sa thèse de doctorat, le prototype a été présenté à la communauté scientifique dans la revue Solar Energy.

Les autres héliostats sont essentiellement un miroir monté sur une fourche, qui nécessite une double motorisation. Dans le cas de la conception de l'UCO, le microcontrôleur qui calcule la position du Soleil et l'inclinaison du reflet de sa lumière est de matériel et logiciel libre, basé sur Arduino. Dans l'appareil, le miroir suit le mouvement pendant la journée et, de nuit, il attend de nouveau le lever du soleil, ou si l'inclinaison doit être modifiée, il fait un tour complet de 360 degrés. Ainsi, le miroir est situé dans la position réversible lorsque le Soleil commence son parcours dans la voûte céleste à l'aube.

Un autre avantage, selon les créateurs, est qu'un seul moteur peut déplacer plusieurs sangles qui tournent le polygone autour de la vis vers le compas du soleil. "C'est-à-dire que nous pouvons monter plusieurs héliostats et illuminer plusieurs zones avec l'installation en parallèle de l'axe de la Terre de ces appareils," résume Marta Varo Martínez, codirecteur de la thèse de doctorat. De cette façon, vous pouvez installer des héliostats en chaîne.

Le système de vis et de polygone déformable a été breveté par la société Initiatives énergétiques du Sud (Inersour) dans le cadre d'un accord de recherche avec le Bureau de transfert des résultats de recherche (OTRI) de l'Université de Córdoba.

Réf.

M. Torres, R. López Luque, M. Varo. ‘Design of an innovative and simplified polar heliostat for integration in buildings and urban environments’. Solar Energy 119 (2015). 159-168.

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UCO

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