Un suiveur solaire qui concentre thermique et photovoltaïque

Développer un "tracker" spécifique

Son ambition : concevoir et réaliser un capteur solaire évolutif avec concentrateur à miroirs et échangeur thermique et cellules photovoltaïques à haut rendement, afin de produire de l'eau chaude sanitaire et de l'électricité au moyen d'une seule installation. "Il a fallu développer un 'tracker' spécifique pour recevoir les différents types de capteurs", nous précise Daniel Winninger. Grâce au suivi du soleil dans sa course céleste, le rendement des différents capteurs est amélioré, culminant à 70 voire 80 % pour l'énergie solaire thermique. "Il a fallu faire des choix sur les matériaux employés et recourir à des produits de grande série afin d'abaisser les coûts de production", explique l'inventeur. Aussi, les miroirs sont ils tout simplement issus de magasin de bricolage, la motorisation assurée par des vérins électriques de portails standards et le châssis réalisé en acier galvanisé. "Ce sont des produits courants, la maintenance est donc aisée, pour un professionnel voire pour un bon bricoleur", analyse le concepteur.

 

"Chaque miroir, de 10 x 10 cm, est placé de façon individuelle et il est possible de jouer sur leur nombre afin de moduler la puissance", détaille Daniel Winninger. Le système ne requiert pas de fluide caloporteur, ni de double échangeur coûteux : "L'eau qui circule est utilisée directement, dans le circuit d'eau chaude sanitaire. Elle est stockée dans un ballon tampon de 100 litres, afin de se conformer à la réglementation vis-à-vis de la légionellose. Ce dernier est situé en amont du ballon d'eau chaude sanitaire classique". La solution, plus simple, s'affranchit ainsi des problèmes de transfert de chaleur. Le premier prototype est en fonctionnement chez l'inventeur, dans la région de Nancy, depuis plus de deux ans. "Je suis très satisfait des résultats et de la bonne tenue des miroirs", assure-t-il. Le système, implanté à 25 mètres de l'habitation, fournit de l'eau chaude sanitaire et ne présente que peu d'inertie, grâce au système concentrateur, assez réactif. "Il permet d'économiser des kilowattheures dès qu'il y a du soleil, au moins 50 % sur la production d'eau chaude sanitaire", détaille l'inventeur.

Testé au CSTB

La surface de capteur pourra être augmentée pour un système destiné à alimenter en eau chaude un plancher chauffant et une piscine. Un nouveau modèle doté de 3 x 280 miroirs présentera une hauteur de 1,80 x 5,90 m de large. Mais, malgré ces dimensions imposantes, le dispositif n'offre que peu de résistance au vent : les miroirs, non jointifs, laissent passer le flux d'air entre eux. Et le grand modèle sera fixé au sol, contrairement au petit. Quant aux intempéries, elles ne semblent pas non plus poser problème : "La neige n'est pas un souci, elle glisse dessus, et le système de miroirs se dégivre rapidement, mieux que des réflecteurs en métal". Récompensé par le 2e prix de l'Innovation Mécénat Besnard de Quelen, d'une valeur de 34.000 €, le projet est désormais lancé dans une procédure d'ATex au CSTB, où il entrera en phase de tests au mois de mars. Et la fabrication d'une présérie a été lancée. Les trois sous-ensembles sont sous-traités à diverses entités locales, comme nous le précise Daniel Winninger : "Les supports miroirs, par exemple, ont été confiés à un centre d'aide au travail pour les handicapés, car je voulais que le projet ait une dimension sociale. L'échangeur thermique, qui est un serpentin de cuivre réalisé de façon spécifique, est l'œuvre d'un spécialiste de la plomberie".

 

L'IUT Hubert Curien d'Epinal est également associé au projet : il dispose d'un exemplaire sur lequel des mesures sont réalisées tandis que les étudiants sont impliqués dans des travaux sur l'évolution et l'amélioration du système. Confiant dans l'avenir de sa solution, Daniel Winninger estime qu'il faudra attendre la fin de 2016 ou le début de 2017 pour que les premiers modèles commerciaux soient distribués au grand public. Pour lui, le système devra être accessible et présenter un retour sur investissement de dix ans ou moins. Un tracker à suivre de près donc…