Systèmes alternatifs

17/2/2007

Les systèmes alternatifs prennent le relais !

Après avoir fait une page sur l'autonomie photovoltaïque et éolien,
sur la pile à combustible DMFC au méthanol si nous parlions du moteur Stirling...

Le moteur Stirling fait un peu partie des mythes dans l'imaginaire collectif, il s'agit 'un système à piston qui utilise la dilatation des gaz en chauffant et leur rétractation en refroidissant, il utilise donc autant la force de dilatation que la force de contraction.

Dans ce moteur pas besoin d'eau pour faire de la vapeur pour pousser le piston, c'est l'air ambiant en se dilatant qui est le fluide de transport de l'énergie. Cet air reste en circuit fermé dans le moteur.

Les moteurs Stirling ont un faible couple mais une vitesse de rotation impressionnante

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A qui cela peut-il servir ?

Le moteur Stirling est aussi dit moteur à combustion externe, on voit bien que c'est inadapté à l'automobile, toutefois il y a des applications possibles et utiles.

Dans l'espace, il est très facile d'obtenir une source chaude et une source froide, il suffit de récupérer la différence de température à la surface d'un satellite entre la face exposée au soleil et la face à l'ombre, ainsi des moteurs Stirling tourne dans certains satellites artificiels.

Des moteurs Stirling de plusieurs dizaines de chevaux ont été réalisés dans des volumes très compacts, en particulier des réalisations Philips.

Toutefois, la voie la plus prometteuse, c'est le moteur Stirling dans la voie de la cogénération: de quoi s'agit-il ?

Toutes les machines thermiques sont au rendement de Carnot, c’est-à-dire que plus l'écart de température entre la source chaude et la source froide est faible, plus le rendement est mauvais. Il existe une voie pour échapper à Carnot, c'est de savoir utiliser la chaleur résiduelle ( principale dans les faits en quantité) comme source de chaleur base température (ex: pour se chauffer l'hiver). La Cogénération est donc d'utiliser une même source chaude pour d'abords extraire de l'énergie mécanique puis ensuite utiliser la chaleur résiduelle pour se chauffer. Une chaudière à cogénération cela utilise ce principe, ainsi il existe de la cogénération dans plusieurs types de chaudières:

Ex: Production d'électricité avec une chaudière à Gaz et utiliser la chaleur dans un réseau de chauffage urbaine et de production d'eau chaude sanitaire, ou encore comment chauffer des serres l'hiver avec le déchet de chaleur d'une centrale nucléaire. Dans ce cas le rendement d'utilisation de l'énergie peut atteindre théoriquement les 100%.

Cela à donner une merveilleuse idée, et si l'on utilisait un moteur Stirling dans une chaudière à bois ? Et bien cela existe c'est un produit déjà vendu par millier d'exemplaires dans les pays de l'Europe du Nord, cette chaudière chauffe une maison avec des pastilles de bois et produit l'électricité de la maison.

Actuellement ce modèle à une puissance de 15 kilowatts thermique (eau chaude) et de 1 kilowatt électrique. On peut donc imaginer recharger son Kangoo Elect' Road avec une chaudière à cogénération. Les rois du pétrole risque bien d'être détrôné un jour pas des myriades de ces petits dispositifs ou chacun y va de ses astuces. Avec la culture du bois (énergie solaire stockée dans du bois) le cycle du carbone est rebouclé, il reste toutefois la problématique des particules (suies) sortant de la combustion du bois.

 

Images de la chaudière bois du site www.stirlingpowermodule.com



Sur le site du Four Solaire à Odeillo, le CNRS pour le compte d'entreprise a étudié les améliorations possible du moteur Stirling pour la production d'électricité solaire. La station expérimentale II à une puissance de 15 Kwatt électrique pour une surface de parabole de 65 m2 qu'il a fallut masquer pour la ramener à 42,7 m2 car la puissance délivrée au Moteur Stirling était trop importante. Le fluide caloporteur est l'hydrogène pour cette version du moteur Stirling origine "Solo". Ce projet de recherche a été conduis entre autre par JM Gineste que j'ai eu l'occasion de rencontrer lors du rallye Phébus avec mon Kangoo ER. Cette dernière variante de l'expérimentation a fonctionné 700 heures avec un rendement allant jusqu'à 23%. Le rendement moyen de conversion sur la période janvier 2005 à juin 2005 a été de 19% (meilleur que bien des capteurs photovoltaïques). Pour alimenter mon Kangoo pour faire 80 Km par jour une parabole de 3 mètres de diamètres serait suffisante. Pour en savoir plus site du CNRS: www.promes.cnrs.fr/PROJETS/Systemes/stirling.htm

Gros plan sur le moteur Stirling "SOLO" en V et son alternateur

Pour voir des versions industrielles de moteur Stirling:

En savoir plus:

Et enfin, voir une application très concrète pouvant charger un Kangoo électrique c'est la SUNMACHINE PELET (nouveauté 17/2/2007)



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