La technologie Dish /Stirling

Unité de Technologies et d’Economie des Energies Renouvelables

TEER

Motivation

Fournir de l’énergie propre, constitue de nos jours un impératif majeur pour le développement de toute nation. Réduire en plus sa dépendance vis-à-vis de l’extérieur pour son approvisionnement en énergie, constitue un défi que doit relever le Maroc pour alléger la facture énergétique qui pèse lourdement sur son économie.
Le Maroc recèle à cet effet d’importantes ressources énergétiques renouvelables qui peuvent pallier son manque en ressources fossiles notamment dans le cadre de la production de l’énergie électrique, vecteur principal de tout développement économique et social. Le gisement solaire constitue la principale de ces ressources.

La technologie Dish/Stirling

Transformant l'énergie thermique en énergie mécanique avec le meilleur rendement thermodynamique, le moteur Stirling, inventé en 1815, fonctionne contrairement aux moteurs classiques à combustion interne par un chauffage externe. Ce moteur a en son actif plusieurs atouts alliant à la fois sa bonne utilisation de l’énergie primaire (thermique) sans contrainte sur l’origine de cette dernière(solaire, rejet thermique, biomasse, gaz…),  son fonctionnement quasi silencieux ne nécessitant que peu d'entretien, sa couverture d'une large gamme de puissance, sans oublier le caractère respectueux de l’environnement des fluides caloporteurs utilisés (hydrogène ou hélium)et qui constituent la substance motrice de ce moteur.
Son couplage au dispositif Dish de concentration du rayonnement solaire forme le système Dish/Stirling reconnu comme le plus efficient de toutes les technologies existantes pour la conversion des radiations solaires en électricité.
Ce système (Dish/Stirling) se distingue par sa conception modulaire, la transférabilité de sa technologie aux pays d'utilisation et par un potentiel de développement encore important.
Son fonctionnement hybride (utilisation des combustibles fluides, biogaz ou gaz naturel, etc. en absence du rayonnement solaire) améliore la qualité d'électricité produite et augmente le facteur de capacité du système, tout en baissant le prix de revient du kWh produit. Le système Dish-Stirling est composé des éléments suivants :
-un miroir parabolique, - un moteur Stirling avec générateur
-un capteur solaire ou récepteur - un système de poursuitedu soleil.
Le miroir parabolique intercepte le rayonnement solaire et le concentre sur le récepteur où il sera transformé en énergie thermique. Puisque la position apparente du soleil par rapport à un point donné est constamment variable, le concentrateur est placé dans une monture permettant les mouvements indispensables à son pointage permanent vers le soleil.

Retombées socio-économiques de la téchnologie Dish/Stirling au Maroc

Avec à la fois un gisement solaire important et un potentiel scientifique et technologique à la hauteur des ambitions de notre pays, le Maroc dispose de tous les atouts nécessaires pour développeret tirer profit de cette technologie.
Le Maroc demeure en effet un pays en friche et le potentiel de croissance de l’économie nationale reste cependant très élevé ; une forte croissance de la demande d’électricité est donc bien en perspective. D’où le rôle moteur que peut jouer, dans l’économie marocaine, l’exploitation de cette richesse naturelle dont est généreux notre ciel, sans oublie régalement des retombées bénéfiques qu’elle peut avoir sur l’accélération du processus de l’électrification rurale.
Ce qui peut engendrer l’émergence d’un tissu industriel à fort potentiel de création d’emploi, et pour lequel, il faut penser créer de nouvelles formes de financement aux conditions avantageuses; surtout quand on sait que plusieurs organismes internationaux encouragent l’utilisation de cette forme d’énergie dans le souci de réduction de l’émission des gaz à effet de serre dans l’environnement; émissions dont l’impact sur le réchauffement climatique est désormais une certitude.

Principe de fonctionnement

Le moteur Stirling est composé de deux cylindres. Dans le numéro 1, peut coulisser librement un piston de déplacement dont le diamètre est environ 1% plus petit que le diamètre du cylindre. Ce premier cylindre est relié par un tube à un second (numéro 2), fermé par un piston de travail étanche.

Compression
Quand le piston de déplacement est dans la partie inférieure du premier cylindre, le gaz se trouve en contact avec la partie froide. Le gaz se rétracte. Cette dépression ramène le piston de travail dans le deuxième cylindre vers le bas en comprimant l'air froid.

Expansion
Quand le piston de déplacement est dans la partie supérieure du premier cylindre, l'air est en contact avec la partie inférieure plus chaude de celui-ci. Sous l'effet du chauffage, l'air se dilate et fait monter le piston de travail dans le deuxième cylindre.

Travail utile
Comme le travail de dilatation du gaz chaud est plus important que celui de la compression du gaz froid, l'excédent est le travail utile.