Four solaire industriel : un phénomène en plein essor à découvrir !
Le four solaire industriel a connu une croissance sans précédent au cours des dernières décennies. Pourtant, au départ, le pari était loin d’être gagné. Les réticences fusaient. On reprochait notamment à ce type d’infrastructures de manquer de potentiel. Ce n’est qu’au fil des années que les mentalités ont pu évoluer peu à peu.
Aujourd’hui, certaines entreprises s’interrogent et se questionnent sur l’adoption de l’énergie solaire à grande échelle.
À l’instar de l’agrivoltaïsme avec les capteurs thermiques, le four solaire industriel a encore du chemin à parcourir avant d’entrer complètement dans les mœurs.
Comment fonctionne un four solaire industriel ?
Sans doute vous est-il déjà arrivé d’être piqué par la curiosité lorsque votre entourage, proche ou moins proche, vous assène des idées reçues tenaces. L’une d’entre elles établit une efficacité énergétique variable avec une distinction entre l’été et l’hiver. Il faut comprendre que la chaleur a une influence minime sur la montée en température intérieure.
En réalité, la concentration des rayons du soleil lors de la basse saison, s’avère similaire à celle produite par une loupe, elle suffit pour atteindre des températures allant de 150 à 200°C, voire légèrement au-dessus.
Industrie contemporaine
La concentration solaire par réflecteur ne laisse aucune place à l’approximation. Toute défaillance dans la focalisation impacte directement le facteur production et pourrait mettre en danger l’intégrité du système. C’est grâce à une précision quasi-chirurgicale que l’on obtient une température assez élevée pour permettre la fusion de certains matériaux.
Ainsi, dans le portrait complexe de l’industrie moderne, le four solaire s’impose comme un acteur technologique de choix. Ces fours présentent des dimensions conséquentes et peuvent atteindre parfois plusieurs milliers de degrés Celsius.
Ils offrent également une alternative prometteuse aux méthodes traditionnelles, souvent plus polluantes. Face au défi climatique actuel, une telle innovation ne représente pas un luxe, mais une nécessité.
Utilisation de l’énergie solaire dans l’industrie alimentaire
Bénéfices
Nos sociétés sont obsédées par la performance. Cette quête incessante de productivité conduit les usines à libérer des déchets, (tous secteurs confondus).
L’introduction du four solaire industriel dans le secteur agroalimentaire insuffle une nouvelle dynamique à diverses phases de production : de la chaudière à l’évaporateur, en passant par le pasteurisateur et le séchoir, et allant jusqu’au stérilisateur, le malaxeur, le conditionneur, l’emballage et le granulateur.
Cette initiative répond à des enjeux environnementaux cruciaux et réduit les coûts énergétiques.
Les limites du four solaire dans l’industrie alimentaire
Malgré ces avantages indéniables, le four solaire industriel comporte également certaines contraintes. En premier lieu, son fonctionnement exige une exposition optimale, ce qui complique son utilisation durant les saisons moins ensoleillées.
Par ailleurs, l’efficacité thermique des équipements alimentaires solaires est sujette à des fluctuations, affectant la constance de la qualité des produits. Bien que le four, la chaudière, le pasteurisateur ou le séchoir solaires puissent opérer à plein régime lors de journées ensoleillées, leur rendement sera moindre en cas de temps nuageux ou pluvieux. Cet aspect doit être pris en considération lors de l’évaluation de l’adoption d’un tel système.
Les différents types de four solaire industriel
Le pouvoir quasi miraculeux du soleil pour chauffer notre atmosphère n’est pas une fiction. Le four solaire industriel est un dispositif innovant qui exploite précisément cette formidable ressource d’énergie renouvelable. Selon le modèle, il intègre plusieurs éléments essentiels tels que le focaliseur, le concentrateur, le collecteur, l’absorbeur, le capteur, le tuyau et le tube.
Le four solaire parabolique, également appelé four solaire à concentration, en est un exemple. Son concentrateur épouse un contour parabolique. Ce dernier capte les rayons solaires sur une large surface et les focalise sur une petite zone, la zone de concentration. Cette technique lui vaut le mérite de flirter avec des températures phénoménales pouvant monter jusqu’à 3 500°C !
Un absorbeur noir est souvent utilisé au point de concentration pour maximiser la conversion de l’énergie solaire en énergie thermique. Celle-ci est ensuite acheminée via un tuyau vers la zone requérant de la chaleur.
Un autre modèle fascinant est le four solaire à tour. Ici, la lumière des photons est réfléchie par de nombreux miroirs — les capteurs — disposés au sol, en direction d’une tour centrale. Au sommet de cette tour se trouve un récepteur qui convertit l’énergie rayonnante en énergie thermique. La résultante est transférée aux installations industrielles nécessitant de la chaleur, souvent à l’aide de gaz ou de vapeur sous pression circulant dans des tubes.
En définitive, les fours solaires industriels, avec leurs diverses variantes, incarnent une solution d’avenir. Ces dispositifs servent de nombreuses applications requérant une grande quantité de chaleur, comme la production d’électricité, le traitement des eaux usées ou le recyclage des déchets.
Quels sont les débouchés industriels ?
Production d’énergie thermique via le four solaire industriel
La simple radiation du soleil, lorsqu’elle est concentrée et captée, génère une source d’énergie particulièrement puissante. Le photovoltaïque met sur le tapis des opportunités rafraîchissantes.
Une étude menée par Wired en 2020 illustre, à cet effet, comment une entreprise manufacturière a réussi à diminuer significativement sa consommation électrique. Grâce à l’emploi d’un four solaire industriel associé à une pompe, un échangeur thermique performant évacue la vapeur.
Cette dernière est ensuite dirigée vers un condensateur et un radiateur pour refroidissement, avant d’être propulsée par un ventilateur en direction d’une turbine et d’un compresseur, avec finalement la production d’énergie mécanique.
Fabrication de matériaux à l’aide du four solaire industriel
Le four solaire industriel embrasse d’autres horizons ; c’est notamment un outil précieux quand on aspire à modeler des composants hétérogènes. Par exemple, il donne la possibilité de fabriquer du verre solaire à partir de matériaux recyclés.
La chaleur intense induite par le fourneau élimine le besoin de résistances électriques. La surcouche d’isolants thermiques appropriés améliore la prestation globale.
L’intérêt est double, rester rentable sans souiller davantage notre bonne vieille planète Terre. Exit les émissions de dioxyde de carbone rejetées dans l’atmosphère, la durabilité est désormais le maître mot. Certaines sociétés franchissent le pas en intégrant l’énergie solaire dans leur cahier des charges. Un exemple notable est celui de la PME suisse Panatere, qui s’apprête à inaugurer son [four solaire industriel à concentration]*.
Panatere se montre confiant à l’idée de fondre de l’acier sans perdre sa cadence actuelle. Ce geste est partagé par les clients du géant helvète… Partenaires locaux, horlogerie, acteurs du médical et de l’aéronautique, tous les intervenants louent une ferveur écologique qui risque de prendre de l’ampleur prochainement et pour les trimestres à venir.
Sources :
*https://www.usinenouvelle.com/editorial/en-suisse-le-premier-four-solaire-industriel-au-monde-bientot-pret-a-recycler-de-l-acier.N2050202
