Énergie : une tour solaire de 750 m de haut !

[RSSBot]

Un projet pionner en Europe prévoit l'installation d'une tour solaire de 750 mètres, dans la localité de Fuente el Fresno. Cette technologie productrice d'énergie repose sur la circulation d'air chaud.

La tour, la plus haute de ce genre en Europe, s'élancera au centre d'une structure en verre d'une superficie de 350 hectares, agissant comme un collecteur solaire. L'air chauffé au niveau de ce collecteur...

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[LicenceXP]

C'est pas un poisson d'avril en retard ?

[turboreacteur]

C'est pas un poisson d'avril en retard ?

je crois pas , suffit d'ecrire "tour solaire australie" dans google pour avoir un grand nombre de liens qui traitent du sujet et aller se faire une idée ...

[moijdikssékool]

à quoi sert donc la tour? le fait que l'air chauffé arrive à sa sortie avec une pression supérieur à celle de l'atmosphère ambiente, cette différence de pression génère autant d'énergie qu'il aura fallu pour le faire monter le long de la tour. A priori, que la tour fasse 10mètres ou 1km, cela ne devrait rien changer! Ou alors, l'effet de suscion du vent (telle une pompe à vide) situé au ras de la sortie de la tour permet de gagner de l'énergie?
Et la hauteur de la tour peut influencer sur la production d'énergie si elle est peinte en noir, pourquoi n'est-elle peinte en noir qu'à moitié?

[A voir en vidéo sur Futura]

[turboreacteur]

à quoi sert donc la tour?... pourquoi n'est-elle peinte en noir qu'à moitié?

Je crois que le gain se fait en supposant que la température dans la tour ne varie pas ou peu . Plus la difference de pression entre le bout de la cheminée et l'exterieur est grand plus la vitesse de l'air sera grande .

r=287.05J/kg/K
po=1013.25 mb
go=9.81 m/s²
µ=masse volumique de l'air
on introduit l'altitude geopotentielle pour simplifier les resultats

z=altitude réelle
H= altitude geopotentielle

avec la relation suivante qui relie H et z

dH/dz=g/go=[Ro/(Ro+z)]² (1)

on a

p=µ*r*T =>µ=p/(r*T)
dp=-µ*g*dz =>µ=-dp/(g*dz)

d'où p/(r*T)=-dp/(g*dz) avec (1) on remplace g*dz par go*dH ce qui donne

dp/p=-go*dH/r*T


dans l'air T=288.15- (6.5/1000)*H
dans la tour T=cst

ça donne en integrant

dans l'air :
p=po*[1 - 6.5*H / (1000*288.15) ]^5.255874
dans la tour :
p=po*e[-go*H/ (r*T) ]

en supposant que la temperature dans la tour est de 70°c
constant (soit T=343.15 K) on regarde la difference de pression pour 100 ,500 puis 100 metres

[ 100 ] [ 500] [ 1000]
pair [1001.29 ] [ 954.6 ] [ 898.74]

ptour [1003.2 ] [ 964.025 ] [ 917.2 ]

delta [ 1.91 ] [ 9.425 ] [ 18.46 ]

donc on voit que plus la tour est haute plus la difference de pression est grande ce qui est l'effet recherché .

on peut même realisé les calculs avec une temperature dans la tour constante de celle qui regne au niveau du sol de 288.15 K (cad une tour toute seule sans les verres) on s'apperçoit là aussi que la difference de pression augmente avec l'altitude même si cette difference reste faible

[David7578]

Ce sont des projets sérieux, au moins sur la base scientifique et technique

la réussite du projet de construction, dépend avant tout des financements et de la volonté d'aller au bout.

Sinon ça marche.

[easythomas]

1000m, c'est haut... Je suppose qu'on ne peut pas y monter, sinon ce serait la tour (cheminée ) la plus haut du monde non ?

[moijdikssékool]

ah oui, j'avais oublié que la température de l'atmosphère diminue avec l'altitude. Sinon, il n'y aurait aucun gain

[pbrn]

à quoi sert donc la tour? le fait que l'air chauffé arrive à sa sortie avec une pression supérieur à celle de l'atmosphère ambiente, cette différence de pression génère autant d'énergie qu'il aura fallu pour le faire monter le long de la tour. A priori, que la tour fasse 10mètres ou 1km, cela ne devrait rien changer! Ou alors, l'effet de suscion du vent (telle une pompe à vide) situé au ras de la sortie de la tour permet de gagner de l'énergie?
Et la hauteur de la tour peut influencer sur la production d'énergie si elle est peinte en noir, pourquoi n'est-elle peinte en noir qu'à moitié?

Bonsoir,

Explique alors moi comment un planeur d'une tonne peut monter à des vitesses de plus de 5 m / secondes sans moteur... En fait il s'agit d'une super ascendance très puissante qui est mise en oeuvre par cette tour!!!

[yves25]

Bonsoir,

Explique alors moi comment un planeur d'une tonne peut monter à des vitesses de plus de 5 m / secondes sans moteur... En fait il s'agit d'une super ascendance très puissante qui est mise en oeuvre par cette tour!!!

Je n'ai pas réussi à voir la vidéo en question.
Ceci dit, je suppose en effet qu'il s'agit bien de réaliser un thermique. C'est de la convection sèche. La hauteur de la tour permet à cette convection de se développer davantage sinon, l'air chaud se mélangerait trop tôt à l'air ambiant.
En gros, il s'agit de réaliser une tornade sèche comme il y en a beaucoup dans le Mississipi par exemple.

[quetzal]

bah quand on voit le barrage des trois-gorge l'on se dit que finalement ce n'est pas un si gros projet que cela..

et puis, ce n'est qu'une tour effeil haute de 1000mètre, une structure vide, et l'on a bien fait des progrès depuis 100ans sur ce type de problème..

ce qui me semble plus génant est de voir compter sur une surface de 350hectare!! au sol pour obtenir une préssion suffisante... n'est-il pas posible d'augmenter la puissance de l'air en y joutant de l'eau en suspension comme dans un thermique??

en tout les cas cela laisse songeur quant aux moyens a prendre pour obtenir, ou contenir la puissance naturelle du soleil.. ecologiquement.

en km2 cela fait 3.5 km2 d'emprise au sol tout de même si je ne trompe.

[yves25]

bah quand on voit le parrage des trois-gorge l'on se dit que finalement ce n'est pas un si gros projet que cela..

et puis, ce n'est qu'une tour effeil haute de 1000mètre, une structure vide, et l'on a bien fait des progrès depuis 100ans sur ce type de problème..

ce qui me semble plus génant est de voir compter sur une surface de 350hectare!! au sol pour obtenir une préssion suffisante... n'est-il pas posible d'augmenter la puissance de l'air en y joutant de l'eau en suspension comme dans un thermique??

en tout les cas cela laisse songeur quant aux moyens a prendre pour obtenir, ou contenir la puissance naturelle du soleil.. ecologiquement.

en km2 cela fait 3.5 km2 d'emprise au sol tout de même si je ne trompe.

Bah, l'emprise au sol d'un barrage, c'est pas mal non plus justement. Mais l'énergie solaire étant diffuse, le comble , ça serait de se servir de l'électricité ainsi produite pour se chuaffer ou pour la clim!

Je me souviens de la Centrale d'Odeillo ce qui me semblait encore le plus mal fichu là dedans, c'était l'idée de concentrer l'énergie solaire. Le plus simple, c'est quand même de l'utiliser sur place. On a changé de système mais à la base le handicap est le même.

Avec les pertes en ligne qui vont suivre, je doute de l'efficacité économique de ce truc mais je peux me tromper.

[moijdikssékool]

Explique alors moi comment un planeur d'une tonne peut monter à des vitesses de plus de 5 m / secondes sans moteur...

ce n'est pas le problème. Si la température extérieure était constante, la tour aurait produit autant d'énergie que si elle avait 10m ou 10km de hauteur
en fait ils veulent la peindre en noir et blanc à la manière d'un passage piéton, pour qu'elle soit le plus visible possible

[yves25]

ce n'est pas le problème. Si la température extérieure était constante, la tour aurait produit autant d'énergie que si elle avait 10m ou 10km de hauteur
en fait ils veulent la peindre en noir et blanc à la manière d'un passage piéton, pour qu'elle soit le plus visible possible

Désolé mais je ne le pense pas. L'air est réchauffé sur les 350ha, il se soulève au centre, cad dans la cheminée. De cette façon, il se crée une convergence d'air à la base ce qui alimente la convection. Si la cheminée fait 10 m de haut, l'air qui en sort se mélange rapidement, il y a subsidence autour de la cheminée et la convection est donc restreinte. Plus la cheminée est haute, plus la cellule convective est étendue.

La variation de température externe est un paramètre bien entendu mais ne pas oublier que l'air qui se soulève se refroidit aussi par détente adiabatique. Autrement dit, la température n'est pas constante dans la tour.

[moijdikssékool]

La variation de température externe est un paramètre bien entendu mais ne pas oublier que l'air qui se soulève se refroidit aussi par détente adiabatique

oui mais dis-toi que si E0 est l'énergie par une cheminée de 10m et E1 pour une hauteur de 1km, la différence E1-E0 doit être prise quelque part et ne peut provenir que d'un différentiel de T°C à la sortie de la cheminée. On peut augmenter ce différentiel en peignant la tour en noir, les gains ne doivent pas être énormes mais bon

[yves25]

oui mais dis-toi que si E0 est l'énergie par une cheminée de 10m et E1 pour une hauteur de 1km, la différence E1-E0 doit être prise quelque part et ne peut provenir que d'un différentiel de T°C à la sortie de la cheminée. On peut augmenter ce différentiel en peignant la tour en noir, les gains ne doivent pas être énormes mais bon

Oui bien sur, si la température à la sortie était inférieure à celle de l'air environnant, ça ne marcherait pas du tout . Mais j'ai l'impression que tu raisonnes en termes de sources chaudes et froides.

Mon exemple de la tornade sèche me semble bien approprié. Il faut que l'aurpuisse s'évacuer au sommet sinon la tornade s'arrête évidemment (c'est la même chose pour les tempêtes) mais il s'agir d'une boucle (la convection de Besnard, ça te dit qq chose, je suis désolé, je ne sais pas comment réaliser un schéma sur ce site sinon, je je ferais mais imagine l'air arrive par le bas et converge , il est chauffé et moonte dans la cheminée , il tourne certainement, à la sortie, il s'évacue sur les côtés et redescend tout autour. Plus la tour est haute plus la taille de la cellule convective est importante.
En situation météo normale, il ne devrait y avoir aucun pb pour que l'air sévacue car il sera beaucoup plus chaud que l'air environnant et continuera à monter au dessus de la cheminée puis s'étalera .
Le fait de peindre la tour en noir est sans intérêt je pense car la vitesse ascensionnelle devrait être élevée sans compter que l'incidence solaire est évidemment très défavorable sur la tour (ses conditions optimales d'éclairement correspondent à un soleil rasant )

En fait, c'est le principe des tours de cheminée d'usine d'antan: il faut du tirage.

[wizz]

n'est-il pas posible d'augmenter la puissance de l'air en y joutant de l'eau en suspension comme dans un thermique??

impossible.
Si on injecte de l'eau, ces gouttes d'eau vont absorber de l'énergie du milieu ambiant, donc l'air va refroidir et diminuer l'efficacité du courant d'air.

Une tour de 750 à 1000m de haut.....
Quand je vois les "pseudo-écolo" qui pinaillent contre les éloliennes de 80m parce que ça défigure le paysage....

[phil1988]

Voici un lien ou il présente le projet Australien de construction en 3D

VIDEO: http://www.enviromission.com.au/project/video/video.htm

[David7578]

Il me semble que le phénomène principalement utilisé est la différence de température.

la grande hauteur de la tour permet de bénéficier d'une meilleure différence potentielle...

Sinon 350 hectares c'est assez grand oui, ça fait en gros un carré de 1,9km*1,9km.
Faudrait comparer à la surface d'un site nucléaire?

Il faut aussi voir que ce genre de projet incluent souvent une serre pour des cultures, la capacité de récupérer de chauffer de l'eau qui rendra son énergie la nuit (pour que la tour continue de fonctionner à un niveau mini utile pour les besoins élec nocturnes)

@+

[yves25]

Il me semble que le phénomène principalement utilisé est la différence de température.

la grande hauteur de la tour permet de bénéficier d'une meilleure différence potentielle...

Sinon 350 hectares c'est assez grand oui, ça fait en gros un carré de 1,9km*1,9km.
Faudrait comparer à la surface d'un site nucléaire?

Il faut aussi voir que ce genre de projet incluent souvent une serre pour des cultures, la capacité de récupérer de chauffer de l'eau qui rendra son énergie la nuit (pour que la tour continue de fonctionner à un niveau mini utile pour les besoins élec nocturnes)

@+

Bon, c'est pourtant bien la convection.
Allez donc voir ce site
http://www.globalwarmingsolutions.co...ar_chimney.htm
Quant à cultiver des plantes là dessous, il faudrait qu'elles apprécient un vent continu d'environ 60 km/h

La convection est bien déclenchée opar le fait que l'air est chaud mais la différence de température entre la base de la cheminée et le sommet ne joue pas .
L'air est chauffé dans les serres par le soleil à 70°C. L'air ambiant est peut être à 30°C
Ensuite la température diminue au plus de 10°C par km s'il n'y a pas condensation.
Alors si la cheminée fait 100m de haut la différence est 70 -(30-1) = 41
si elle fait 1000 m , elle est de 70 -(30-10)= 50
La différence n'est pas considérable, si?

D'ailleurs, ce calcul est volontairement faux car en fait la rempérature de l'air de la cheminée diminue aussi de 10°C par km et je n'en ai pas encore tenu compte.

Tenons en compte maintenant
pour une cheminée de 100m on a (70 -1) -(30°-1)
pour 1000 (70-10) - (30 -10)
et il n'y a (de ce point de vue) aucune différence en réalité: l'écart reste le même. C'est ainsi qu'on définit la température potentielle.

[turboreacteur]

Une tour de 750 à 1000m de haut.....
Quand je vois les "pseudo-écolo" qui pinaillent contre les éloliennes de 80m parce que ça défigure le paysage....

Effectivement , c'est toujours plus écologique dans le champ du voisin , alors forcément à l'autre bout de la planète en plein désert australien c'est très très écologique

[moijdikssékool]

il est chauffé et moonte dans la cheminée , il tourne certainement, à la sortie

j'ai bien compris ce principe et je m'étais mal exprimé. En plus de récupérer l'énergie de l'air chauffé à la base, on en récupère aussi du fait qu'il y a un différentiel de température 'non naturel'. Si la température de l'atmosphère était à 70°C à la surface, elle ne serait sans doute pas de 5° à 1km d'altitude (en supposant qu'il fait cette température à 1km d'altitude lorsque la t°C en surface est de 20°C). Comme l'air chauffé sort de la tour à 20°, il y a un différentiel exploitable

si l'on peint en noir toute la tour, pour un soleil à 45°, soit une puissance d'environ 1kw, 500w parte à l'extérieur de la tour, 500 à l'intérieur. Large de 100m, haute de 1km, on récupère 50MW de chaleur. Théoriquement, cette énergie s'ajoute à celle produite par le chauffage au sol

[yves25]

j'ai bien compris ce principe et je m'étais mal exprimé. En plus de récupérer l'énergie de l'air chauffé à la base, on en récupère aussi du fait qu'il y a un différentiel de température 'non naturel'. Si la température de l'atmosphère était à 70°C à la surface, elle ne serait sans doute pas de 5° à 1km d'altitude (en supposant qu'il fait cette température à 1km d'altitude lorsque la t°C en surface est de 20°C). Comme l'air chauffé sort de la tour à 20°, il y a un différentiel exploitable

OK mais je te répète que ce n'est pas ça qui représente l'énergie utile.

si l'on peint en noir toute la tour, pour un soleil à 45°, soit une puissance d'environ 1kw, 500w parte à l'extérieur de la tour, 500 à l'intérieur. Large de 100m, haute de 1km, on récupère 50MW de chaleur. Théoriquement, cette énergie s'ajoute à celle produite par le chauffage au sol

Là, je te comprends pas: l'énsoleillement se mesure par m2 , il faut donc connaître la surface de la cheminée en tenant compte se son exposition par rapport au soeil. Comment peux tu arriver à un résultat?

[moijdikssékool]

OK mais je te répète que ce n'est pas ça qui représente l'énergie utile

disons qu'il faut de l'énergie pour élever une masse d'air, que le bénéfice énergétique que l'on a en obtenant une différence de pression à la sortie de la tour est contrebalancée par l'énergie perdue en élevant les masses d'air jusqu'à cette embouchure

comme je l'ai dit plus haut:

si E0 est l'énergie obtenue avec une cheminée de 10m et E1 pour une hauteur de 1km, la différence E1-E0 doit être prise quelque part

en fait je ne comprends toujours pas comment une tour peut créer de l'énergie. Est-ce par son caractère isolant qui permet à l'air chaud dans la tour de garder d'avantage de chaleur que s'il n'y avait pas de tour ou que si elle était un conducteur de chaleur parfait entre l'atmosphère et l'air chauffé?

Là, je te comprends pas: l'énsoleillement se mesure par m2 , il faut donc connaître la surface de la cheminée en tenant compte se son exposition par rapport au soeil. Comment peux tu arriver à un résultat?

si les paroies de la tour absorbent la chaleur solaire, et comme la surface apparente est de 100*1000 = 100000m², en supposant 1400w/m², un angle d'en soleillement de 45° (soit donc 1000w/m² effectifs), et en remarquant que le rayonnement des paroies de cette tour est pour moitié dirigé vers l'intérieur, l'autre moitié vers l'extérieur (500w donc), on arrive donc à une puissance de 50MW, ou plutôt disons que la puissance solaire qui chauffe l'air s'ajoute de cette valeur (certes, lorsque le soleil est à son zenith, cette production est nulle), même si l'air est chauffé après son passage dans les turbines

[yves25]

en fait je ne comprends toujours pas comment une tour peut créer de l'énergie. Est-ce par son caractère isolant qui permet à l'air chaud dans la tour de garder d'avantage de chaleur que s'il n'y avait pas de tour ou que si elle était un conducteur de chaleur parfait entre l'atmosphère et l'air chauffé?

En fait le pb vient de là: la tour ne sert pas à créer l'énergie pas du tout. Ce sont les 350 ha à la surface qui servent à chauffer l'air et qui créent cette énergie. Tu te focalises sur ce qui n'est pas l'essentiel: l'air est chauffé au sol, on crée une tornade , il faut évacuer l'air . C'est à ça que sert la cheminée . Au passage, on fait passer l'air dans des turbines mais la tour, ce n'est rien d'autre qu'une cheminée.

si les paroies de la tour absorbent la chaleur solaire, et comme la surface apparente est de 100*1000 = 100000m², en supposant 1400w/m², un angle d'en soleillement de 45° (soit donc 1000w/m² effectifs), et en remarquant que le rayonnement des paroies de cette tour est pour moitié dirigé vers l'intérieur, l'autre moitié vers l'extérieur (500w donc), on arrive donc à une puissance de 50MW, ou plutôt disons que la puissance solaire qui chauffe l'air s'ajoute de cette valeur (certes, lorsque le soleil est à son zenith, cette production est nulle), même si l'air est chauffé après son passage dans les turbines

On laisse tomber ça , au moins pour le moment. C'est un détail.

[Sushi]

Salut moijdiksecool

Il me semble que l'explication de Yves 25 et les liens disponibles présentent clairement le principe. L'animation disponible illustre notamment très simplement le principe :
http://www.solarmissiontechnologies....ion%202004.wmv

La tour n'est en fait qu'une cheminée. L'air, sous une serre gigantesque, le « collecteur », placée tout autour de la cheminée centrale, est chauffé par le Soleil et dirigé vers le haut par convection, le déplacement de l'air permettant à des turbines situées à l'embouchure de la cheminée de produire de l'électricité. Son fonctionnement se base sur un principe simple: l'air chaud étant plus léger que l'air froid, il s'élève.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Tour_Solaire

@+
Raphaël

[meteor31]

En fait le pb vient de là: la tour ne sert pas à créer l'énergie pas du tout. Ce sont les 350 ha à la surface qui servent à chauffer l'air et qui créent cette énergie. Tu te focalises sur ce qui n'est pas l'essentiel: l'air est chauffé au sol, on crée une tornade , il faut évacuer l'air . C'est à ça que sert la cheminée . Au passage, on fait passer l'air dans des turbines mais la tour, ce n'est rien d'autre qu'une cheminée.

si mes souvenirs sont bons, le rendement mécanique d'une machine thermique est égal à (T1-T2)/T1, avec T1= temp source chaude et T2 = temp source froide.

Avec une surface de 3.5 km2 la puissance thermique captée est de l'ordre de 700 MW.
Si le rendement théorique est de l'ordre de 60/333 soit 0.18 avec un rendement "pratique" de l'ordre de 0.10 (frottement, rendement turbine, électrique,;..) cela ferait 70 MW de puissance.

C'est un rendement comparable au photovoltaïque.

[moijdikssékool]

En fait le pb vient de là: la tour ne sert pas à créer l'énergie pas du tout

ca j'ai bien compris, la tour n'est qu'un tube, qu'il soit à la verticale ou non, il ne créera jamais d'énergie, c'est pourquoi je me pose, depuis le début de ce fil, la question de sa présence
son caractère isolant? évacuation de l'air le plus loin possible de la circonférence de sa large base afin d'éviter que le moteur ne "s'étouffe"? effet de pompe à vide à l'embouchure? sans doute toutes ces raisons à la fois, parcequ'en oubliant ces détails 'techniques', elle ne sert à rien
Disons qu'il serait intéressant qu'au fur et à mesure de sa construction, l'on s'intéresse à l'évolution de sa production d'énergie

[Sushi]

Finalement je n'ai rien à ajouter.

Désolé
@+
Raphaël

[yves25]

ca j'ai bien compris, la tour n'est qu'un tube, qu'il soit à la verticale ou non, il ne créera jamais d'énergie, c'est pourquoi je me pose, depuis le début de ce fil, la question de sa présence
son caractère isolant? évacuation de l'air le plus loin possible de la circonférence de sa large base afin d'éviter que le moteur ne "s'étouffe"? effet de pompe à vide à l'embouchure? sans doute toutes ces raisons à la fois, parcequ'en oubliant ces détails 'techniques', elle ne sert à rien
Disons qu'il serait intéressant qu'au fur et à mesure de sa construction, l'on s'intéresse à l'évolution de sa production d'énergie

T'es franchement pas cool.
Ecoute, fais du feu dans une cheminé et ferme la trappe? Tu verras ce que ça donne. Personne n'a jamais réalisé une cheminée à l'horizontale, si?
Evidemment qu'elle doit évacuer l'air qui est chauffé et comme je te l'ai dit plusieurs fois, elle doit le faire le plus loin possible pour permettre de s'établir une concevtion de la plus grande dimension possible.

Et comme tu dis, elle ne servirait à rien s'il n'y avait ce "détail technique" ....qui est fondamental