Le four solaire se trouve a Odeillo dans les Pyrénées Orientales en France à une latitude de 42° 29' 48'' nord, et à une longitude de 2° 1' 49'' Est et à une altitude de 1500 m.
Cette situation géographique permet des conditions climatiques très favorables pour ce type d'installation.
Le nombre d'heures d'ensoleillement est de 3000h/An, son hygrométrie est très basse et le flux solaire direct varie entre 800 w/m2 et 1050 w/m2 dans le meilleurs des cas.

Le réflecteur parabolique permet d'obtenir au foyer un flux maximum de l'ordre de 1000 W/cm2.
Les opérations sont menées dans la zone focale, à 18 m devant la parabole.
La gamme de température va de 800° à 2500 °C (la température maximale pouvant être atteinte est de 3800 °C) pour une puissance maximale de 1000 kW thermiques.

Un champ de 63 héliostats plans installés sur 8 terrasses éclaire le grand miroir parabolique.
Chaque héliostat est piloté de sorte que le faisceau réfléchi reste parallèle à l'axe horizontal Nord-Sud du paraboloïde de révolution.

La parabole Paraboloïde de révolution à axe horizontal dirigé vers le nord.
Distance focale 18 m, hauteur 40 m, largeur 54 m.

Axe focal horizontal 13 m au dessus de la troncature inférieure.
Ouverture optique f/D = 0.3.
Surface projetée : 1830 m2. 9130 glaces ( dimension moyenne 48,5 x 48,5 x 0,4 cm).
Glaces trempées, argentées face arrière.
Réflectivité 0,79.
Courbées mécaniquement sur 9 points sur structure métallique.
Flèche maximale environ 1 mm.
Réglage individuel sur foyer par 3 points de contrôle de direction.

La tour foyer Tour en T de 20 m de hauteur.
Ombre : 5% de la surface projetée de la parabole.
Salle de contrôle 5° étage face nord.
Salle du foyer 5° étage face sud.

Chaque héliostat est piloté de telle façon que le faisceau réfléchi éclaire toujours la même partie de parabole parallèlement à son axe. L'héliostat est mobile autour de 2 axes : un axe vertical (Azimut) et un axe horizontal (Site).

Il tourne autour de ces axes grâce à des vérins mécaniques à vis à billes, et à des moteurs électriques de type pas à pas. Le vecteur de tir est la bissectrice de l'angle formé par le vecteur soleil et le vecteur rayon réfléchi.

Principe de fonctionnement des héliostat
Le vecteur soleil est calculé à l'aide de polynômes de Tchebychev pour une précision quasi absolue.
Le vecteur rayon réfléchi est parallèle à l'axe de la parabole et est constant (pour un tir au foyer de l'installation).
La précision du rayon réfléchi est 0.3 milliRadian (1/60 de degré).

Le contrôle commande est numérique (coordonnées calculées).
Ce type de contrôle commande a deux avantages; il est indépendant du passage de nuages devant le soleil (ce qui n'est pas le cas pour un système en boucle fermée), il permet de faire varier la distribution spatiale du flux au niveau du foyer.
Pour cela chaque héliostat possède un micro-calculateur. Ces micro-calculateurs sont connectés entre eux grâce à une carte répartiteur qui elle même est connectée à un ordinateur de pilotage. Les micro-calculateurs des héliostats permettent un suivi automatique du soleil car ils possèdent tous les paramètres de correction géométrique de l'héliostat, les paramètres de calcul de la position du soleil et les tables d'étalonnages des vis à billes.
Ce procédé décharge l'ordinateur de pilotage de tous les calculs qui sont liés à l'héliostat.

Variation du flux
Ce Contrôle-commande numérique donne une grande souplesse d'utilisation à l'installation. On peut faire varier le flux au foyer par le choix des héliostats utilisés.
Ceux-ci sont d'ailleurs assemblés par groupe de travail en fonction de la puissance demandée. On pourra aussi faire varier le flux de façon spatiale en changeant le vecteur de tir des héliostats. Le développement de cette fonctionnalité n'est pas encore terminé.

Les différents modes de poursuite
Il existe deux modes automatiques : le mode ATTENTE et le mode TIR.
Dans le mode ATTENTE les héliostats suivent le soleil mais le rayonnement réfléchi se trouve juste sous la parabole, ce qui permet de faire passer les héliostats en mode TIR en 30 secondes.
Le mode TIR étant le mode normal de tir au foyer. Le mode TIR permet aussi d'effectuer un tir au foyer avec une léger décalage du rayon réfléchi pour modifier la distribution de flux.
Vous pouvez voir sur la copie d'écran de pilotage : les héliostat blancs sont en ATTENTE, les jaunes sont en TIR, et les marrons sont à l'arrêt.
Le mode GARAGE permet de positionner les héliostats dans une position donnée (Site & azimut).
Le mode MANUEL permet de manoeuvrer ceux-ci librement. Les héliostats n'ont pas de codeur optique positionnel ce qui implique de connaître le nombre de pas envoyés au moteur.
C'est pour cela qu'une commande REMISE A ZERO permet lors du démarrage de l'installation de ré initialiser le système.

 

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