Méthodes de quantification de la température d’émission d’un verre sodo-calcique pour la cartographie 2D de son émissivité apparente en conditions extérieures

Nous vivons actuellement une transition énergétique des combustibles fossiles vers les énergies renouvelables. L’une des principales tentatives pour relever ce défi se concentre sur l’exploitation de l’énergie solaire. Les systèmes d’énergie solaire connaissent une croissance rapide dans le monde entier. Deux technologies ont été développées pour exploiter l’énergie solaire : le photovoltaïque (PV) et l’énergie solaire concentrée (CSP). La production d’électricité décarbonée peut également être réalisée à l’aide de centrales hybrides qui combinent différentes sources d’énergie solaire pour produire de l’électricité. En raison de son faible coût et de ses propriétés optiques adéquates, le verre sodo-calcique est omniprésent dans les systèmes solaires. Le verre sodo-calcique offre le meilleur compromis entre les performances optiques et mécaniques et la possibilité d’être produit à grande échelle. Les centrales solaires assurent leur production d’énergie grâce à de grandes surfaces de captage. Le maintien de la capacité des centrales solaires nécessite une transmittance optique du verre proche de sa valeur inaltérée (0,9) pour les modules PV et les miroirs CSP. Les moyens permettant de localiser les unités non conformes sont limités : la production d’énergie peut être contrôlée en mesurant le rendement électrique de la centrale ou par contrôle visuel. A l’échelle d’une grande installation, ces contrôles sont chronophages et ne permettent pas de quantifier les pertes de transmission optique sans recourir à une caractérisation en laboratoire (spectrométrie) basée sur un échantillonnage aléatoire des surfaces analysées. Dans ce contexte, le laboratoire du CERTES-UPEC développe un outil de contrôle sans contact basé sur l’émissivité apparente. Cet indicateur est obtenu en exploitant les capacités métrologiques et d’imagerie des caméras thermiques. Les résultats en condition de laboratoire ont démontré l’efficacité de la méthode pour la détection de l’érosion et des effets de la chaleur humide. En effet, une corrélation entre les variations d’émissivité apparente en infrarouge et de la transmittivité du verre dans le visible a été mise en évidence. Le verrou scientifique qui se pose pour employer cet indicateur en conditions extérieures est la quantification de la température d’émission du verre. Pour cela, nous emploierons deux méthodes : la première consiste à utiliser des mires émissives déposées sur le panneau (peinture à base de graphite) tandis que la seconde emploie un filtre infrarouge dont la longueur d’onde centrale est située au point de Christiansen du verre. Les performances des deux méthodes seront comparées. Nous conclurons quant à l’applicabilité de cet outil pour le contrôle dans le temps de la transmittivité du verre soumis aux aléas climatiques.

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