starting up our own green power production unit: 4 solar panels, March 2000
hot-stuff á la Française
links
PV-systeem
meten=weten
grafieken
graphs
huurwoningen
nieuws
index

 

SOLARENERGY

Cerdagne Solaire

Een zonnige blik op de zonne-energie centrales in de Zuid-Franse Cerdagne
(Pyrénées Orientales, Languedoc-Roussillon, FRA)

Ancienne Centrale Solaire Thémis
Four Solaire Odeillo

Inleiding
Cerdagne - instralingscondities
Cerdagne zonne-energie centrales: voordelen van lokatie

(Ancienne) Centrale Solaire Thémis

Four Solaire Odeillo:
Werkingsprincipe
Hoge temperatuur meettechnieken
Methodieken ter karakterisering van de Four Solaire
Optimalisatie heliostaat tracking
Opzet complexe experimenten
Foto's Odeillo complex
Nagekomen: Tweede bezoekje (mei 2008)
Blik vooruit:
CSP met Stirling motor
Meer moois: PV classifié?

Miroire Parabolique Mont-Louis

NB: alle kleine foto's met een rode rand zijn aan te klikken voor een groter exemlaar!
(all small photographs with a red margin are clickable for a bigger picture!)

Alle foto's tenzij anders vermeld © Peter J. Segaar/Polder PV, Leiden, Nederland
All photographs, unless otherwise indicated, © Peter J. Segaar/Polder PV, Leiden, the Netherlands


Inleiding

Toen ik onze wandelvakantie (eind augustus tot eind september 2007) aan het voorbereiden was en onze keuze op de Catalaanse Pyreneëen viel, mede door de goede bereikbaarheid met het openbaar vervoer (TGV naar Perpignan en de volgende dag een lokale TER trein naar Villefranche, waarna we het geweldig leuke toeristenboemeltje, le Train Jaune richting het Cerdagne plateau konden nemen), nam mijn gretig scannende oog een opvallende kaartlocatie waar. Op de zeer goede 1:50.000 kaart nummer 8 (Cerdagne-Capcir) van de Rando-Éditions serie stond namelijk, al enkele jaren geduldig in de kaartencollectie wachtend, de intrigerende en voor zonne-energie fanaten onontkoombare topografische aanduiding Ancienne Centrale Solaire Thémis. Uiteraard snapt u nu waarom de polderboy juist voor de Catalaanse Pyreneëen heeft gekozen als vakantiebestemming, en waarom hij het zo had uitgedokterd dat vlak voordat we weer richting Perpignan zouden terugkeren met het "gele" toeristentreintje, we even "geheel toevallig" langs die centrale zouden wandelen.

Toen "de dag" er aan zat te komen was ik iets nauwkeuriger de inmiddels ook gekochte uitmuntende 1:25.000 IGN TOP25 kaarten aan het bestuderen en toen viel me op dat oostelijk van Thémis er ook nog eens een aanduiding Four Solaire bij het plaatsje Odeillo (Catalaans: Odello) iets bezuiden de wintersportplaats Font-Romeu gegeven werd. En, potjanblomme, nog eens eenzelfde aanduiding bij de ongetwijfeld schitterende Vauban fort-vestiging Mont-Louis nog een paar kilometer oostelijker. Laat nu net onze (voor de gelegenheid uiteraard stiekem aangepaste) treinstation bestemming op onze allerlaatste wandelochtend het ministationnetje bij het dorpje Via iets bezuiden Odeillo zijn…

Deze webpagina toont u een serie soms spectaculaire foto’s en kaartjes en achtergrond info van 2 van de 3 zonne-energiecentrales in de Franse Cerdagne. De Thémiscentrale is zeer lang uit de roulatie geweest, ongetwijfeld vanwege de (nucleaire) force-de-frappe politiek van de Gaulle en zijn slaafse opvolgers, met de onlosmakelijk daarmee verwikkelde en zwaar door Staatsbelangen gedomineerde en gedicteerde atoomenergie push die alle andere elektrische alternatieven (behalve grootschalige waterkracht uit stuwmeren) vrijwel kansloos maakte in la République Française. De vrijwel niet te "liberaliseren" staatsonderneming Electricité de France, EDF, is dan ook nog steeds een van de grootste werkgevers ter wereld met een onaantastbare positie waar Smit-Kroes haar tanden in mag gaan zetten... Thémis zag er van een afstand dan ook niet geheel verrassend ietwat vervallen en deels "gedemonteerd" uit, en was gesloten, maar er schijnen weer leuke plannetjes voor te zijn (zie verder).

De Four Solaire in Odeillo lijkt onder een iets gelukkiger gesternte geboren te zijn, omdat het – volgens eigen zeggen – de grootste zonne-oven ter wereld is (1 megawatt), waar fundamentele research door diverse wetenschappers uit verschillende landen wordt gedaan gezien de unieke, gecontroleerde extreem hoge temperaturen, en dat verzekert een heel wat grotere levensvatbaarheid voor dat soort installaties omdat bijvoorbeeld de Europese Commissie sopt van dat soort internationaal onderzoek aantrekkende projecten. Vergelijk die situatie maar eens met astronomisch onderzoek op verafgelegen, exotische lokaties met optimale atmosferische omstandigheden zoals de gigantische, uit Europese fondsen gefinancierde telescopen op Chileense bergtoppen. Helaas bleek het museum cq. de tentoonstelling van de Odeillo centrale pas om 10 uur ’s ochtends open te gaan en we moesten de trein van 10h21 halen, dus we zijn helaas niet binnen geweest bij de tentoonstelling in het gebouw. Wel hebben we de buitenkant van die spectaculaire centrale uitgebreid kunnen bewonderen en die heb ik dan ook "ietwat" buitensporig fotografisch gedocumenteerd (je hebt een zonnestroom website of niet, immers...).

De derde "centrale", een van de eerste grote zonne-ovens met parabolische spiegel ter wereld, staat in de door de beroemde vesting-architekt Vauban ontworpen bergfortificatie Mont-Louis, een paar kilometer oostelijker van Font-Romeu. Daar schijnt nog steeds als smakelijke toeristische attractie regelmatig een brandbaar object door een medewerker van de installatie in de fik gestoken te worden in het brandpunt van de parabolische spiegel... Wellicht een toeristenbezoekje waard als we ooit nog eens in deze contreien een leuke reuzen fietstoer gaan maken o.i.d.


Cerdagne - ideale instralingscondities

De reden dat in de Cerdagne diverse zonne-energie projecten gestart zijn, is o.a. te wijten aan de zeer goede lokale instralingscondities, zoals het recente plaatje van de leuke, met Europees belastinggeld gefinancierde PVGIS site laat zien:

^^^
Links: instralingskaartje Frankrijk (instraling in het horizontale vlak, kWh/m²); rechts: detail van de oostelijke Pyreneëen (regio Languedoc-Roussillon), met bij de pijlpunt net zichtbaar de door Frans grondgebied omringde Spaanse enclave Llivia. Iets noordoostelijk van deze enclave, midden in het donker roodbruine hoge instralingsgedeelte, liggen genoemde zonne-energie centrales (zie kaart details).
Copyright instralingskaartjes © PVGIS European Communities 2001-2007.
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/countries/europe/g13y_fr.png

 

^^^
Puike condities voor de zonne-energie centrales in de Cerdagne rond Odeillo, met dik over de 2.750 uur zoninstraling per jaar. Volgens opgave gebaseerd op de kaart "La France Solaire" van het Institut Géographique National, Meteorologie monografie nr. 105 van het Ministère des Transports. Poster van tentoonstelling gefotografeerd door het raam van het – om 9 uur ’s ochtends nog gesloten - expositiegebouw.
© IGN – Paris 1979



Cerdagne zonne-energie centrales: voordelen van lokatie

^^^
Lokatie van de drie zonne-energie centrales in de Franse Cerdagne, departement nummer 66 (Pyrénées Orientales). De Thémis centrale (T) ligt iets benoorden de Spaanse enclave Llivia (onregelmatige, met lichtrode en stippellijn omgeven gebied bij de bovenste "Espagne" pijl). De Four Solaire van Odeillo (O) ligt ruim een vijftal kilometers meer naar het oosten, direct op de zuidflank van de D618 gelegen. De Mont-Louis paraboolspiegel (M), tenslotte, is ruim zeven kilometer oostelijker en iets noordelijker verwijderd van het bij de wintersportplaats Font-Romeu gelegen Odeillo. Met een blauwe pijl is de richting Perpignan aangeduid, middels een goede treinverbinding (Train Jaune en TER) en de N116 het Conflent-dal in vanaf het brede zadel (primaire waterscheiding in dit relatief vlakke gebied) van de Col de la Perche (1.577 m.), WZW van Mont-Louis (rood cirkeltje).
© IGN série verte nr. 71 (St-Gaudens/Andorre), 1987 (5e ed.).

Op de Histoire du Roussillon site vinden we nog meer redenen waarom – met name de Thémis centrale – in deze contreien gepland is, begin tachtiger jaren:

  • omdat de Franse Cerdagne 2.400 zonne-uren per jaar telt, een record voor Frankrijk (NB: dit getal correspondeert niet met de hieronder afgebeelde poster, of met het op de website van Eric Hurtebis gegeven getal van 3.000 uur, mogelijk is er hier een andere definitie van een "zonne-uur" gehanteerd)
  • omdat de Cerdagne hier een hoogte bereikt van zo’n 1.700 meter boven zeeniveau, waardoor er meer direct en weinig verstrooid zonlicht beschikbaar is
  • omdat de windcondities hier relatief bescheiden zijn, waardoor zon-trackende heliostaten minder vaak buiten bedrijf gesteld moeten worden (ze dragen grote oppervlaktes dure spiegels, waarmee men geen schade-risico’s wil lopen)
  • het – wat Thémis betreft – licht hellende terrein heeft een hellingspercentage van 6-18 graden, hetgeen een ideale neiging is voor een concept met een centrale met spiegels en een toren
  • er plaatselijk een goede watervoorziening is waardoor er een volume van 1.000 kubieke meter water in een bassin permanent beschikbaar is (zie ook kaartdetails, "Bass." = Bassin voor Thémis; voor Odeillo: "Rvoir" = Réservoir)
  • vanwege de aanwezigheid van dunbevolkt, onbebost en niet gecultiveerd terrein in de gemeente Targassonne
  • vanwege de aanwezigheid van een 20 kilovolt hoogspanningslijn op 500 meter afstand waardoor een eventuele netkoppeling voor afname van de geproduceerde hoeveelheid thermisch opgewekte zonnestroom economisch haalbaar zou zijn (NB: niet op detail kaartfragment teruggevonden, niet alle hoogspanningsleidingen zijn altijd aangegeven)

Tweede leven voor de Centrale Solaire Thémis?

Deze reeds behoorlijk "oude" zonne-energiecentrale vinden we ten westen van het bergdorpje Targassonne.

^^^
Detail van op plm. 1.650-1.670 meter hoogte gelegen lokatie Ancienne Centrale Solaire Thémis westelijk van het bergdorpje Targassonne. Het op deze kaart aangegeven museum ("Musée") was in september 2007 dicht en vervallen (kapotte ramen e.d.). De meeste foto’s maakte ik vanaf de relatief vlakke westelijke heuvelkam links op het kaartfragment waarover de rood (onderbroken) gemarkeerde wandelroute loopt. Er is ook nog een ander uitzichtpunt aan de oostzijde ("Point de vue", rode ster), waar je wat dichter bij de (gesloten) centrale kunt komen. De dikke oranje band onderaan geeft de grens (met grensstenen, "bornes frontières") met de Spaanse enclave Llivia weer.
© IGN TOP 2250 ET, 1:25.000, 2003 (3e ed.) [IGN Paris]

De experimentele Thémis zonnestroom centrale is, na een voorbereidende fase van 1975-1979 en een opbouwfase van 1979-1983 in 1983 onder de auspiciën van het Franse regie-orgaan voor wetenschappelijk onderzoek CNRS opgeleverd (exploitatie en autorisatie: EDF) in een tijdvak dat de Franse politici, geïndoctrineerd door de atoompolitiek van Generaal Charles de Gaulle die zwaar op een centralistische vorm van elektriciteitsvoorziening leunt (2 handen op 1 buik en niet van elkaar te scheiden), kozen voor een massale inzet van kerncentrales voor het gros van de elektriciteitsvoorziening. Alleen al dit feit geeft duidelijk het slechte gesternte aan waaronder dit op zich zeer interessante experiment met decentrale opwekking van zonnestroom gestart, en helaas weer (voorlopig) vroegtijdig opgegeven werd.

De centrale vertegenwoordigt een van de diverse CSP (concentrating solar power) principes (aanvankelijk dus beslist geen fotovoltaïsch concept!), waarbij gebruik werd gemaakt van een zonvolgend heliostaat spiegelveld en een zonlicht warmte concentrator in een toren. De centrale bestaat in essentie uit drie onderdelen: de (160?-)170 grote heliostaat trackers, de "verwarmingsketel" (zonne-oven), en de unit voor de productie van elektriciteit uit de geconcentreerde warmte.

Het zonlicht werd in de exploitatie periode (door de Groupe Régional de Production Thermique (GRPT) Mediterranée) juni 1983 – september 1986 door de heliostaat spiegels geconcentreerd op de zonne-oven boven in de 80 meter hoge toren via een gat in de vorm van een parallellogram van 4 bij 4 bij 3,5 meter. De oven (zie foto van het eerste exemplaar elders op deze webpagina, nu tentoongesteld op het terrein van de Four Solaire van het naburige Odeillo) had een hellingshoek t.o.v. de horizon van 30 graden. In theorie kon een zonlicht concentratiefactor van 800 "zonnen" behaald worden waarmee achterin de holte zeer hoge temperaturen behaald konden worden. De oven concentreerde in het primaire circuit de zonnewarmte in een mengsel van gesmolten zouten, er was een "koude" en een "warme" kuip, en de hitte werd overgedragen op een stoomgenerator via een secundair circuit waarin stoom uit water werd gegenereerd bij hoge druk en temperatuur. De stoomgenerator dreef een turbine aan waarmee elektriciteit werd opgewekt, en het gecondenseerde water werd weer teruggevoerd naar de stoomgenerator. Op basis van de prestaties van de centrale hebben in deze periode maar liefst drie groepen experimentators adviezen gegeven voor verbeteringen en concepten voor nieuwe soortgelijke centrales.

Toen wij langs de centrale liepen was al snel duidelijk dat hij op non-actief was gesteld, al reed er wel een bestelwagen rond op het terrein. Veel van de heliostaat frames waren leeg, de spiegels stonden stil, er waren diverse heliostaten voorzien van, nota bene zonnestroompanelen, het museum leek door vandalen bezocht te zijn geweest (kapotte ramen), en de alpenkauwen leken uit de toren te komen waar jaren daarvoor een hels inferno geweest moet zijn. Op Internet de info over Thémis naslaand, blijkt de centrale al in 1986 gesloten te zijn omdat de exploitant E.D.F. natuurlijk tot over de oren in de atoomenergie zat en vond dat de 2 megawatt van Thémis (onduidelijk of dat nu het maximaal bereikte vermogen is geweest van het complex) hun veel te veel geld kostte.

<<<
Verklarend bordje langs het pad aan de westzijde met prozaïsche Franse tekst: "Voici un autre énigme. Si j'ai bien compris, c'est la chaleur du soleil, captée sur une multitude de miroirs et concentré sur un four, que était utilisée pour fournir cette mystérieuse "électricité"..."
vert. PJS: "Kijk hier, nog een enigma. Als ik het goed heb begrepen, wordt hier de zonnewarmte gevangen door een batterij spiegels en geconcentreerd in een oven, die gebruikt wordt om die mysterieuze "elektriciteit" op te wekken..."*

Tele-opname vanaf de westzijde van het complex met overzicht van een deel van het voormalige heliostatenveld, waarvan een aanzienlijk deel al ontdaan is van de oorspronkelijke spiegels (achteraan spiegels, vooraan "lege" heliostaten), en enkele exemplaren reeds zijn voorzien van zonnestroompanelen (midden voor en links). Er zijn ook heliostaten met parabolen (spiegels???) zichtbaar.
>>>
<<<
Detail van de heliostaten waarop reeds zonnepanelen (type en merk onbekend) zijn aangebracht. Het grootste deel van de heliostaat stations is gestript van de oorspronkelijke spiegels. Let op de bovengrondse bekabeling doorvoer aan de voet van de zonnestroom trackers. Door de keuze voor een centrale "pylon" verliezen deze trackerstations de ruimte voor 5 modules, wat een ongunstige opbrengst per oppervlakte eenheid geeft.
Detail vanaf de zuidwest zijde van het heliostaten veld met deels nog "bespiegelde", en deels reeds gestripte heliostaten. Let op de tracker met de paraboolspiegel, mogelijk nog een restant van onderzoek aan kosmische straling. De trackers hebben een massieve centrale "pylon" met een compacte, dubbelassige heliostaat motor in de kop, en zien er vrij complex (dus duur) uit..
>>>

<<<
Overzicht vanaf de zuidwest zijde van de toren waar bovenin de oorspronkelijke oven was gesitueerd, en wat nu een loze ruimte voor nestelende vogels lijkt te zijn geworden. Op de voorgrond het onderzoeksgebouw, links nog net een stukje van het gevandaliseerde, gesloten museum (kapotte ramen). Op de achtergrond Pic dels Moros, 2137 m., een favoriete top voor deltavliegers e.d.

Vooralsnog is onduidelijk wat er met de toren gaat gebeuren. Voor de CSP toepassing was het geen probleem dat het ding aan de zuidzijde stond, maar voor de tot een "PV-centrale" om te bouwen installatie, zou het beter zijn als er een explosievendienst langs zou komen, omdat de toren irritante schaduwen zal gaan werpen op het aan de noordzijde gelegen PV-heliostatenveld, met een fors productieverlies tot gevolg...

* NB: dit sloeg natuurlijk op het oorspronkelijke, opgegeven thermische (CSP) concept van de centrale, die nu tot een PV-centrale omgebouwd lijkt te worden.

In de jaren na de sluiting is het complex nog wel in gebruik geweest, en wel door een bont gezelschap van academici. CNRS astrofysici die op zoek gingen naar tekenen van gamma “bursts” van verre röntgensterren (interactie met de Aardse atmosfeer doet zogenaamde Cerenkov straling ontstaan, die in de centrale door haar concentrerend vermogen goed gedetecteerd kon worden via fotomultipliers en deeltjestellers). Ook is er onderzoek gedaan naar zogenaamde "bruine dwergen", "zwaartekrachtlenzen" en meer van dat soort exotische astronomische spul, waarbij de concentratiefactor van de centrale voor de betrokken astrofysici een mooi hulpmiddel bleek te zijn. Tenslotte schijnen er onderzoekers van het CEA (kernenergie commissariaat) en van het beroemde CERN (kernenergie onderzoek in de gigantische deeltjesversneller bij Genève) rondgelopen te hebben die gammastralen en het verband met zwarte gaten trachtten te ontrafelen. Die werkzaamheden werden allemaal in 2004 gestopt.

De duurzame energie hype van de laatste jaren, en wellicht de extreme, deels reeds gerealiseerde ambities van zonnig buurland Spanje om op het vlak van CSP technologieën grote stappen voorwaarts te maken, lijkt de beheerders van de vervallen centrale wakker geschud te hebben om weer eens goed naar Thémis te gaan kijken. Spanje lijkt namelijk heel goed in haar progressieve aanpak te slagen, met reeds 2x 50 MW trogspiegelcentrale in de Sierra Nevada, de fraaie nieuwe, op een torenconcept gebaseerde 10,2 MW PS10 centrale westelijk van Sevilla, en nog veel meer moois in de pijplijn. Deze recente ontwikkelingen hebben de Fransen doen opschrikken en de commissie nouvelles technologies van de Conseil Général van het departement er van overtuigd dat de centrale een nieuwe bestemming moet gaan krijgen. Een ambitieus programma is gelanceerd met twee kernpunten: (1) productie van uit zonne-energie verkregen elektriciteit op industriële schaal, en (2) fundamenteel onderzoek op het vlak van zonne-energie.

Volgens het hieronder gelinkte stuk uit de bekende Franse krant Le Figaro zou al de helft van de heliostaat trackers van zonnestroompanelen voorzien moeten zijn (dat leek nog lang niet zo ver te zijn, voorzover ik in september 2007 van een afstand kon inschatten). De andere helft van de trackerstations zou worden ingezet voor het Pégase project van het CNRS. Men wil bovendien het toerisme naar de centrale gaan bevorderen (...).

De directeur van het Promes laboratorium (wat de zonneoven van het naburige Odeillo exploiteert) beklaagt zich in een commentaar over de kostbare verloren tijd op het vlak van fundamentele research in Frankrijk aan het ter plaatse geconcentreerd zonlicht, als gevolg van de niet goed doordachte vroege sluiting van het Thémis project. Er wordt nu mogelijk een bedrag van 6 miljoen euro over een periode van 7 jaar in Thémis geïnvesteerd, verdeeld over de belanghebbende partijen Conseil Général (Récherches Scientifiques), het E.D.F., en Ademe. Gezien het feit dat er "maar" 160-170 heliostaat stations zijn in de Thémis centrale, het niet om zeer grote en ook nog eens voor deze toepassing vrij "onhandige" (5 modules niet te plaatsen in de centrale "vallijn" aan de onderzijde) exemplaren gaat, en slechts de helft voor zon-PV bestemd zou gaan worden, zet ik trouwens grote vraagtekens bij het "op industriële schaal" opwekken van elektriciteit. Er zijn of worden her en der vele malen grotere parken met zonnestroompanelen gerealiseerd in buurland Spanje (orde van grootte 10-20 MWp), in Duitsland is al een 40 MWp centrale in aanbouw oostelijk van Leipzig, en in California een (serieuze) centrale van 80 MWp gepland. Hoe de Fransen van Thémis een (echt) grote, smaakmakende en "unieke" zonnestroom producent willen gaan maken is mij dan ook onduidelijk. Tenzij ze er een heleboel trackerstations bij gaan bouwen, natuurlijk. Maar daarvoor is die 6 miljoen euro volstrekt onvoldoende en hoogstwaarschijnlijk (gezien het ietwat ruige terrein wat wij konden overzien) economisch onhaalbaar.

Een mooi citaat uit het interessante stuk van de jeveille66 site: "La question du lancement du project de laboratoire à Thémis est essentiellement politique...". Er is ook – of wellicht juist door de zware atoomboeien van de energiesector: vanzelfsprekend - bij de Fransen dus niks nieuws onder de zon. Energie is politiek. En dat zal altijd zo blijven.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Centrale_solaire_Th%C3%A9mis (summier)
http://histoireduroussillon.free.fr/Thematiques/Batiments/Histoire/Themis.php (uitgebreider, foto’s)
http://www.jeveille66.net/spip.php?article9 (interessante achtergrondinfo)
http://www.lefigaro.fr/sciences/20070604.FIG000000145_la_deuxieme_vie_de_la_centrale_solaire_themis.html (de toekomst van de Thémis centrale)



Four Solaire Odeillo - een byzonder complex waarin de kracht van de zon gebundeld wordt

^^^
Detail van op plm. 1.530-1.570 m. hoogte gelegen lokatie Four Solaire de Odeillo ZW. van Odeillo (Catalaans: Odello). Openingstijden museum september-juni (behalve november en feestdagen) 10h00 – 12h30 en 14h00 – 18h00; juli-augustus 10h00 – 19h30; een bezoek aan de expositie zou ongeveer 1 uur duren. Toegangsprijs € 6,00 (onder 18 jaar € 3,50, onder 8 jaar gratis).
Odeillo ligt aan de zuidrand van de wintersportplaats Font-Romeux. De centrale is bereikbaar vanaf het kleine stationnetje ("Gare") van het dorpje Via, waar de "Train Jaune" stopt (toeristische verbinding tussen Villefranche en La Tour du Carol, goede verbinding met Perpignan). Volg vanaf het station de lokale Grande Randonnée de Pays du Tour du Cerdagne, in het veld rood-geel gemarkeerd (op kaartfragment rood gemarkeerd). Met een doorsteekje is een ronde om de centrale te maken. Het "Centre d’essais" zuidelijk van de centrale is waarschijnlijk een materialen onderzoekslab. Er voor stonden twee grote zonnetrackers met vermoedelijk amorfe zonnestroompanelen voor dat gebouw (zie onderdeel "Meer moois - non-classifié?" onderaan deze webpagina).
© IGN TOP 2250 ET, 1:25.000, 2003 (3e ed.) [IGN Paris]


^^^
Odeillo centrale beheerder CNRS klopt zich met dit bij de ingang van de tentoonstelling geplaatste bord met de slogan "Plus fort que 10000 soleils" ("Krachtiger dan 10.000 zonnen") op de borst om publiek te lokken.

 

Het hoofdgebouw van de Four Solaire in vol ornaat, vanaf de ONO zijde. Het witte torengebouwtje direct voor de paraboolspiegel bevat de oven voor het hoge temperatuur onderzoek (1 MW brandpunt). De heliostaten met vlakke spiegels staan - niet zichtbaar op de foto - aan de rechterzijde.
>>>

In tegenstelling tot Thémis, is de Four Solaire in Odeillo aanvankelijk niet gepland als zonne-energie productie centrale, maar vooral als een zeer krachtige "tool" voor geavanceerde research aan en met hoge temperatuur toepassingen (veelal materiaalonderzoek en research aan allerlei thermo-chemische processen), verkregen door concentratie van zonlicht. De Université de Perpignan heeft een dikke vinger in de pap bij het onderzoek in Odeillo. De centrale bevat een grote (volgens eigen zeggen, mondiaal gezien de krachtigste) 1.000 kilowatt (1 MW) zonne-oven, die gevoed wordt door een dubbele spiegel installatie, i.t.t. het aanvankelijke ontwerp voor de enkelvoudige Thémis "spiegel"centrale in Targassonne. Eerst wordt het zonlicht door op een helling staande vlakke spiegels op heliostaten opgevangen (zie schema). Deze spiegels reflecteren dat licht vervolgens naar de karakteristieke en overweldigende, uit duizenden segmentspiegels opgebouwde parabolische noordgevel van het ongeveer twintig meter hoge researchgebouw, en dan pas vindt de concentratie in het brandpunt plaats, wat zich hoog in een opvallende laboratorium-toren vlak voor de gigantische noord fassade van het hoofd researchgebouw bevindt.

^^^
Schema van de werking van de Four Solaire in Odeillo. Zonlicht valt op de op een helling staande, middels computerbesturing op de zon te richten vlakke spiegels op heliostaten met een relatief hoge hellingshoek t.o.v. de horizon (rechts), het gereflecteerde zonlicht van de heliostaten valt in een parallelle bundel (geel) op de parabolische reuzenspiegel op de noordgevel van het grote gebouw links, en het daardoor geconcentreerde zonlicht (oranje) valt op een klein brandpunt in de toren vlak voor de parabolische spiegel. Kleinere experimenten met in laboratoria in het hoofdgebouw opgestelde parabolische spiegels zijn mogelijk aan de achterzijde (zuidgevel) van het gebouw (links in het diagram) waarbij zonlicht reflecteert op vlakke spiegels met een lage hellingshoek die op een sokkel staan en het zonlicht loodrecht omhoog reflecteren, waardoor het via de overhangende vloer van het betreffende lab hoog in het hoofdgebouw kan komen en ter plekke geconcentreerd.
Poster van tentoonstelling gefotografeerd door het raam van het expositiegebouw.

Ook al wordt het zonlicht dus twee maal gereflecteerd in de Four Solaire van Odeillo (zowel in de kleinere systemen, als in de 1 MW installatie), door de enorme schaal van de parabolische noord gevel van het lab, is een enorme concentratiefactor van wel 15.000 "zonnen" mogelijk doordat alle ingevallen zonlicht op de hoofdparabool (potentie 1.000 kilowatt) geconcentreerd wordt op een cirkelvormige concentrator van slechts 30 cm. doorsnede waardoor ontzaglijke temperaturen van 3.000 graden Celsius bereikt kunnen worden. Dat is nog niet alles, want in totaal kunnen de onderzoekers in de gebouwen beschikken over 12 kleinere "mid-size" [MSSF] zonne-ovens, naast het genoemde 1 megawatt [MWSF] exemplaar. Aan de achterzijde (Z. gevel) bevinden zich bijvoorbeeld ook nog reflecterende spiegels op een opbouw aan de voet van het gebouw die in enkele hoog gesitueerde laboratoria die "vrij" boven de afgrond hangen en een doorzichtige bodem hebben, middels in die laboratoria opgestelde parabolische spiegels, ook nog "fijner" werk met kleiner thermische vermogens (1-50 kilowatt) mogelijk maken. Zie het schema van het gebouw ontwerp hierboven.

Van de website van Eric Hurtebis een foto vanuit een van de laboratoria aan de achterzijde van het gebouw, vertikaal omlaag richting een van de kleinere spiegelsystemen:

^^^
Photo copyright © Eric Hurtebis
From his detail photopage of Four Solaire Odeillo's facilities. This photo is taken from one of the laboratories on the backside of the main building, showing two of the smaller mirror arrays that reflect the sunlight vertically through the floor of the lab, into which the light is further concentrated with smaller parabolic dish mirrors inside the controlled environment of the laboratories. Photo taken from:
http://eric.hurtebis.chez-alice.fr/four.htm

De installaties van de Four Solaire worden beheerd door het Solar Facilities and Instrumentation (SISIA) departement van PROMES, wiens taak uiteenvalt in 2 deelvelden. Ten eerste, de verbetering en optimalisatie van de zonne-oven faciliteiten. Ten tweede, technische ondersteuning en deelname in alle wetenschappelijke en contract onderzoek wat van de faciliteiten gebruik maakt. Er zijn 4 aandachtsgebieden waarop de focus ligt:

(1) Ontwikkeling van hoge temperatuur meettechnieken. Het nauwkeurig "meten" van de in de zonne-ovens bereikte hoge temperaturen is een vak apart: je houdt namelijk niet zomaar een oversized thermometertje in die burning hell van het brandpunt, dat moet je op een iets intelligenter wijze gaan aanpakken. Daar wordt natuurlijk veel aandacht aan besteed, want men moet exact weten bij welke temperaturen welke processen zich afspelen, vooral belangrijk bij het overdadig aanwezige, vaak industrieel getint materialen onderzoek (vaak gevoelig contractonderzoek bovendien). Deze methodieken zijn in Odeillo ontwikkeld, gecalibreerd en geperfectioneerd. Men maakt daarbij gebruik van zogenaamde "pyroreflectometrie" m.b.v. glasvezel-optica, vooral voor complexe experimenten in de 1 MW zonne-oven. Hiervoor is ook specifieke software ontwikkeld om de metingen goed te kunnen interpreteren, en om de meetinstrumenten te kunnen controleren. De nauwkeurigheid en spreiding van de meetresultaten zijn diepgaand onderzocht. Parallel aan deze basis research zijn er benchmark (ijk) series van calibratiemetingen verricht aan zgn. "black bodies" (zwarte lichamen) om andere meettechnieken te kunnen ijken, zoals in-house ontwikkelde tweekleurige glasvezel pyrometers, commerciële radiometers, etc.

(2) Ontwikkeling van methodieken om de karakteristieken van de Four Solaire te kunnen definiëren. Nieuwe afbeeldingstechnieken zijn ontworpen om de flux verdeling in en buiten het brandpunt van de zonne-oven te kunnen bepalen. Via deze methode kan de bijdrage van een unieke, of een groep van heliostaten in het focale "volume" bepaald worden, zowel voor de kleine als de 1 MW zonne-ovens. Bovendien kunnen met deze techniek geometrische "fouten" in de gebruikte parabool reflectoren van de centrale opgespoord worden, en ook richtfouten van de heliostaat tracking apparatuur. Calibratie van deze techniek geschiedt m.b.v. zogenaamde "absolute" calorimeters en "absolute" fluxmeters.

^^^
Flux distribution in and out of focal plane of 2 m. parabolic "concentrator" in different focal planes (left) and in three dimensions (right), as published in the scientific report by PROMES/CNRS (p. 83, fig. 5 of the report 2005-2006).
© PROMES/CNRS

In Odeillo wordt gewerkt aan de ontwikkeling van nieuwe water calorimeters die in hoge-flux omstandigheden (1-10 MW/m²) ingezet kunnen worden. Deze calorimeters maken gebruik van dubbel-spiraalvormige holtes met een mass-flow meter gebaseerd op coriolis krachten. Kritisch voor deze techniek zijn betrouwbare metingen van de in- en uittrede temperaturen. Voor lagere flux systemen (0,1-1 MW/m²) wordt onderzocht of goedkopere commerciële stralingssensoren, gemonteerd op dunne, gekoelde steunen gemaakt van thermo-elektrische elementen, ingezet kunnen worden.

(3) Optimalisatie van de heliostaat tracking systemen. Het concept van de Four Solaire is gebaseerd op dubbele reflectie m.b.v. vlakke, op heliostaat trackers gemonteerde spiegels, die de zonnestralen weerkaatsen naar een concentrerende parabolische spiegel (of spiegels). De 1 MW zonne-oven maakt gebruik van 63 heliostaat tracker stations met vlakke spiegels waarmee de uit duizenden kleine spiegels "gefacetteerde" grote paraboolspiegel beschenen wordt.

M.b.v. de computer worden op basis van berekende coördinaten de zon-volgende heliostaat trackers continu gevolgd. Aangezien het "gedrag" van elke heliostaat tracker verschillend en niet-ideaal is, worden de tracker posities voortdurend gecorrigeerd op basis van de gemeten fouten. Ondanks deze correcties, is er nog steeds een significante afwijking van de zon-tracking door mechanische slijtage in de installaties en veranderingen in het zwaartekracht middelpunt van de complete installatie tijdens de continue beweging overdag. Het zelf opgelegde doel voor de precisie norm van de installatie is 1 boogminuut. Experimenteel is vast komen te staan dat de fout echter zo groot als 20 boogminuten kan worden. Als gevolg van deze bevindingen is een tweede, real-time correctiemechanisme ontworpen om de fout terug te brengen binnen de 1 boogminuut range. Elke heliostaat tracker is voorzien van een speldeprik visualisatie systeem voor de heliostaat, waarbij het door de "pinhole" gevormde gereflecteerde zonnebeeldje m.b.v. een CCD camera vastgelegd wordt. Zodra de ideale positie van het zonnebeeldje bekend is, geeft het verschil van de actueel vastgelegde positie en de ideale positie de "richtfout" weer. Een computer programma is ontworpen die de afbeeldingen analyseert, de afwijking van de ideale positie berekent, en vervolgens de heliostaat tracker richtmachinerie in beweging zet om de berekende correctie te realiseren. Met dit systeem wordt van een zgn. "open-loop systeem" een "closed-loop configuratie" gemaakt. 25 van de 63 heliostaat trackerstations zijn uitgerust met dit positie-correctie systeem, waardoor de gerealiseerde warmteflux met 10% is gestegen. (Zie ook de foto sectie voor afbeeldingen)

Als ik deze forse en ingewikkelde, voor een optimale werking van de installatie benodigde correctiemechanismen zo van een afstandje bezie, is het ook niet vreemd dat de Four Solaire nog steeds uniek is in de wereld, en dat soortgelijke concepten voor commerciële toepassingen voor het opwekken van energie nog ver van de realiteit verwijderd zullen zijn (daarvoor was deze specifieke centrale dan ook absoluut niet bedoeld, dat was meer het "pakkie an" van de onder een wat ongelukkig geboren gesternte Thémis-centrale).

(4) Opzet van complexe experimenten. Dit onderzoeksprogramma focust vooral op de experimenten met de 1 MW zonne-oven. Een goed voorbeeld van dit programma is de zgn. MEDIASE proefkamer, die ontwikkeld is om materiaalonderzoek onder extreme condities te kunnen doen voor industriële en ruimtevaart toepassingen.

MEDIASE maakt het mogelijk om materialen onder extreme hitte (tot 3000 ºK) en onder diverse omstandigheden (oxidatie, reductie, lage druk, sterke afkoeling, ioniserende en UV straling) te onderzoeken, en is met diverse geavanceerde detectietechnieken uitgerust. Een van de toepassingen is onderzoek aan hitteschilden voor ruimtevaartuigen (dus daarvoor kunnen de Fransen wel wat bezoekers uit de U.S.A. en uit Rusland verwachten...).

Met de diverse applicaties is het laboratorium een basis voor internationaal onderzoek, zowel aan fundamenteel materiaal research onder extreme omstandigheden, als ook m.b.t. de verder ontwikkeling van technologieën die van belang zijn voor o.a. zon-PV (volautomatische tracker technologie), als voor CSP (concentrating solar power) - diverse aspecten van thermische omzetting van zonlicht, incl. de daarmee gemoeide materialen die onder zware condities langdurig moeten functioneren zonder problemen. Er wordt een hele reeks aan verschillende typen materiaal onderzoeken gedaan, en een van de programma’s participeert in het intrigerende Europese CSP programma Solzinc waarbij getracht wordt door de thermische omzetting van zinkoxyde (via "koolstof-reductie") in metallisch zink een fysische, makkelijk transporteerbare opslag buffer voor de ingestraalde zonnestraling te creëeren. Die vervolgens bijvoorbeeld ingezet kan worden in waterstof en/of elektra productie (ik heb wel een beetje hoofdpijn van het "off-gas", het giftige koolmonoxyde wat vrijkomt bij dat proces).

Verder is het laboratorium betrokken bij onderzoek om te trachten waterstof (de "toekomstige belofte" voor het volledig uit de pan gierende brandstof probleem) te produceren via de zonne-energie route. Maar ook exotische programma’s waarbij gevaarlijk afval bij zeer hoge temperaturen verbrand wordt (verdamping van zware metalen bijvoorbeeld) met de bedoeling om verantwoorde wijzen van afvalverwerking voor dit soort extreem problematische afvalstoffen tot stand te brengen. Een van de meeste vraagtekens opwerkende "activiteit" die ik in deze context op de Franse Wikipedia pagina over de Odeillo centrale tegenkwam was het volgende fragment:

"... méthodes d’extraction de l’hydrogène par voie solaire, sur divers procédés de retraitements de déchets (y compris radioactifs)".

Vooral die laatste deelzin doet bij mij wel wat alarmbellen rinkelen. Retraitement betekent volgens mijn Frans-Nederlandse Prisma woordenboek namelijk het "opnieuw behandelen (van kernafval)". Zou dat soms de werkelijke reden zijn dat deze zonne-oven zo’n byzondere status geniet in atoomstaat Frankrijk? Zouden de Fransen soms bezig zijn om hun atoomagenda middels deze “zonnige” truc te "vergroenen"???? Ik heb er een hard hoofd over in dat deze route levensvatbaar zal blijken te zijn, want (bij hoge temperaturen) verbranden is een. Radioactiviteit elimineren is een hele grote twee. Maar het geeft wel te denken, die opmerking, ook als je ziet waar het CNRS, de grote promotor van deze zonne-ovens, zich verder allemaal mee bezighoudt in Frankrijk...


Foto's Odeillo complex

 

<<<
Odeillo centrale vanaf de D 618 aan de noordzijde van het heliostatenveld. Op de achtergrond de grens bergketen van Frankrijk en Spanje (Puigmal d'Err gebied, Catalaanse Pyreneëen).
Detail van de achterzijde van een heliostaat trackerstation. Zware frames houden de deelspiegels goed op hun plek; de hele zware constructie wordt op de zon gericht middels twee korte assen, een voor de declinatie (vertikaal) en een voor het azimuth (horizontaal). Voor detail van de aandrijving KLIK HIER. De bovenste witte motor is voor de horizontale hoek [azimuth] en is excentrisch bevestigd aan de frame constructie, onderste witte motor is voor de tilt t.ov. de horizon.
>>>

<<<
Een close-up van de multi-gefacetteerde reuzen paraboolspiegel met onderaan de noordzijde van het bovenste deel van het torentje met het brandpunt van de complete 1 MW installatie. Let op het "lichtspel" op de parabool, veroorzaakt door de blikrichting in combinatie met de nog relatief lage instraling in de vroege ochtenduren (plm. 9h30).

Voor een detail van de opvallende, surrealistisch aandoende reflecties in het spiegeloppervlak, KLIK HIER.
De D 618 in oostwaartse richting aflopend krijgen we een prachtig overzicht van zowel de opbouw van de centrale zelf, als de majestueuze achtergrond van de Cerdagne: detail van het heliostatenveld, de noordfassade met de paraboolspiegel van het hoofdgebouw (spiegeling aan rechterzijde waarschijnlijk nog niet perfect door condens op de hoofdspiegel), en rechtsboven de Pedró dels Quatre Batlles (la Tosa d'Alp), 2.536 m. in de Catalaanse Pyreneëen (Spaanse zijde).
>>>
 
 
<<<
Detailopname van de toren met het 1 MW brandpunt van de Odeillo installatie (vanuit NO. richting), met direct er tegenover als een silhouet een uitsnede uit het reflecterende oppervlak van de parabool zonder deelspiegels wat door de (schaduw van de) toren zelf uiteraard niet door de vlakke heliostaat spiegels beschenen kan worden. Let op het op zijn kop staande gespiegelde landschap ten noorden van het heliostatenveld.
Via het graspaadje aan de NO. zijde van het heliostatenveld kan men wandelend tot zeer dicht bij de heliostaten komen (er staan wel hoge draadhekken voor het veld). Let op de sterk afwijkende oriëntatie van een deel van de heliostaten. Mogelijk heeft dit te maken met de hoeveelheid gewenst vermogen in het brandpunt op dit tijdstip van de dag, waardoor niet alle heliostaten recht op de grote paraboolspiegel gericht hoeven te zijn. >>>
 
 
<<< Detail van het correctiesysteem voor het fine-tunen van de oriëntatie van de heliostaatspiegels: voor de spiegels staan gebogen frames met daarop detectoren die van elke heliostaat de exacte positie van het gereflecteerde zonbeeld vastlegt, waarmee afwijkingen van de projectie van die beelden t.o.v. de berekende waarden gebruikt kunnen worden voor volautomatische correcties van zowel het azimuth als de tilt van de spiegels. Deze correcties bleken nodig te zijn om de nauwkeurigheid van de installatie te vergroten (om hogere temperaturen te kunnen bereiken in het brandpunt van de installatie).
 Detail van de voorzijde van een van de tientallen met spiegelsegmenten bedekte heliostaat trackers, met de op een roodgekleurd frame gemonteerde zonbeeld detector die er voor staat gereflecteerd, evenals een gedeelte van de uit een gefacetteerde paraboolspiegel bestaande noordgevel van het hoofdgebouw. Réflections de réflections de réflections... De heliostaten bestaan uit 12x15 = 180 deelspiegels.
>>>
 
 
<<<
Vlak voor het hoofdgebouw staand, met de felle ochtendzon (ter oriëntatie: komend vanaf rechtsachter) op een deel van de heliostaten (middelste rij) gereflecteerd naar de noordgevel van het gebouw, breekt het zweet je uit, zoals enigzins door deze foto gesuggereerd. En dan is nog maar een klein deel van de heliostaten op de zon gericht, en betreft het nog slechts 1-malig gereflecteerd licht van de ochtendzon. U kunt zich voorstellen wat voor inferno het via de reusachtige paraboolspiegel geconcentreerde zonlicht van alle heliostaten uiteindelijk zal opleveren...
 Detail van de (reeds) op de zon gerichte deelverzameling heliostaten, staand tussen twee rijen pal zuid gerichte heliostaatvelden. Let op de reflectie van het collectorgebouw rechtsonder, en de "incomplete" op de zon gerichte heliostaat waar diverse deelspiegels aan ontbreken (oorzaak of eventuele bedoeling onbekend). De heliostaten staan op deels kunstmatige terrassen die aan de voorzijde met uit rotsblokken vervaardigde muren zijn verstevigd.
>>>
 
 
<<<
Als we nu een draai van 180 graden om onze as maken, kunnen we het hoofdgebouw wat gedetailleerder gaan bekijken. Dit is het front van het expositiegebouwtje voor de noordgevel van het hoofdgebouw. "Le soleil apprivoisé" betekent het ietwat arrogante/hooghartige "De getemde zon". Rechtsboven een klein stukje van de grote paraboolspiegel, linksboven de westgevel van de Four Solaire bevattende toren.
De complete noordgevel van het hoofdgebouw in volle glorie, met direct voor de reusachtige paraboolspiegel het witte torentje met het niet zichtbare brandpunt (de feitelijke Four Solaire). De deelsegmenten aan de rechterzijde van de paraboolspiegel zitten nog deels onder de condens. Voor schaalimpressie, zie de onderaan zichtbare geparkeerde auto. De hoge betonnen palen met er tussen gespannen draden zijn mogelijk bedoeld om vogels weg te houden van de heliostaten.
>>>
<<<
Groot deel van de uit spiegelsegmenten bestaande 20 meter hoge parabolische hoofdspiegel op de noordgevel van het hoofdgebouw. Rechtsonder de top van de toren met de feitelijke 1 MW "oven", middenonder de uitsparing in de paraboolspiegel die niet gebruikt kan worden voor concentratie van zonlicht omdat het torengebouw de inkomende stralen daarvoor blokkeert. Het totale oppervlak van de paraboolspiegel bestaat grofweg uit zo'n 170 segmenten van deels wisselende grootte. Let op het geïnverteerd gespiegelde landschap.
Detail van de constructie van de hoofdspiegel: (a) een zware metalen parabool frame aan de achterzijde; (b) ongeveer 50 vlakke deelspiegels in 5 rijen van 10 stuks per groot segment; (c) overlap van de segmenten (met spiegelsegmenten om loze ruimte te vullen). Direct vallen ook twee zaken op: de spiegels blijken niet perfect vlak te zijn (vervormde landschap spiegeling) en op dit relatief vroege, zeer frisse ochtenduur staat er behoorlijk wat condens op de spiegels (het langst aanhoudend in het centrum van de deelspiegels).
>>>

<<<
Detail van ander stuk van de paraboolspiegel, op het grensvlak van twee grote segmenten (vertikale lijn door het midden). "Verdampingspatroon" van de condens op diverse deelspiegels is karakteristiek, met als laatste vochtige plek het midden van het spiegeltje. De spiegels lijken elk op 4 ophangpunten bevestigd te zijn.
Aan de westzijde van het heliostaten veld zijn wat "parafernalia"van de Odeillo centrale te vinden: een mogelijk testveldje voor kleinschalige zonnecollectors en zelfs een dubbel zonnestroom paneel (referentie productie??). En een enorm halfbolvormig apparaat, vermoedelijk een grote schijnwerper waarmee het spiegelcomplex mogelijk geijkt is. >>>
 
 
<<<
Op het terrein voor de heliostaat trackers vinden we enkele interessante "voorwerpen" tentoongesteld, zoals deze oven (Frans: "chaudière") die afkomstig is uit de toren van de naburige voormalige Thémis CSP centrale W. van Targassonne. De binnenkant van deze "conventionele" oven zit stampvol dikke koperen buizen die de hitte van het brandpunt in de Thémis toren moesten afvoeren.
 Ook op het terrein een voorloper van de oven voor Thémis, een volledig geïntegreerde oven/stoomgenerator met opslagvat uit 1976 (Gilotherm) die bedoeld was als onderzoeksreactor voor de toen nog te bouwen Thémis centrale. Zijaanzicht; de gebundelde zonnestralen kwamen vanaf de rechterzijde.
>>>
 
 
<<<
Een zogenaamde "Creuset de silice", een smeltkroes van puur silicium uit "Sable de Nemours" (zand uit Nemours, een stadje zuidelijk van het Forêt de Fontainebleau bij Parijs), en bergkwarts, gecreeërd in 1975 in het brandpunt van de Four Solaire van Odeillo. Deze grote smeltkroezen (doorsnede enkele decimeters) worden voor metallurgisch onderzoek gebruikt en voor fusie van metaal-legeringen middels een vijzeltechniek.

Nagekomen: tweede bezoekje

Tijdens onze fietstocht Avignon-Barcelona-Avignon in mei 2008 deden we op de terugreis ook weer Odeillo aan en bezochten we kort de tentoonstelling in het gebouw (die ietwat tegenviel). Hieronder nog een paar foto's van het complex, het was toen somberder weer.

Het brandpunt van de Four Solaire van Odeillo zit goed verstopt achter de zwarte "deuren", hier van de zijkant gezien, naar links uitstekend vanaf het van golfplaten voorziene laboratorium rechtsboven. Eronder een ingewikkelde constructie, mogelijk onderdeel van de benodigde koeling en afvoer van kwalijke gassen die bij de verbranding van proefmonsters ontstaan in het inferno van het brandpunt van de grote parabolische spiegel op de noordwand van het gebouw.
>>>
<<<
Achterzijde (zuid) van het complex. Hier bevindt zich een ander spiegelsysteem (zie ook schema), hier bijna horizontaal liggend op de onderste verdieping (boven de geparkeerde auto), wat de zonnestralen vertikaal naar boven reflecteert en die bij experimenten via luiken (4 stuks te zien) in de betonnen vloer van laboratoria op de 6e verdieping het gebouw in kunnen. Daar kan de het gebouw in gereflecteerde vertikale bundel zonnestralen m.b.v. kleinere parabolische spiegels in-house verder "verwerkt" worden voor zon-thermische experimenten op een kleinere, flexibeler schaal dan die met de "horizontale" opstelling aan de noordzijde van het gebouw.
Detail van de vlakke spiegel opstelling aan de zuidzijde van het gebouw. Uiteraard is deze ook verstelbaar om, afhankelijk van de zonnestand, een perfect vertikale bundel omhoog te kunnen reflecteren. De opstelling op de eerste verdieping is waarschijnlijk om te voorkomen dat er "ongelukken" gebeuren en om de kostbare opstelling buiten het bereik van vandalen te houden.
>>>

 


Blik vooruit

Het Odeillo lab houdt zich zo te zien aan de hardware op het terrein ook bezig met andere zaken die nauw gelieerd zijn aan de core-business van het onderzoek, maar die niet direct met de primaire toepassing (hoge temperatuur onderzoek in het brandpunt van de 1 MW zonne-oven) te maken hebben.

CSP met Stirling motor

Op het terrein is ook een grote, direct op de zon gerichte paraboolspiegel te vinden met in het brandpunt een grote "doos" waarin zich een Stirling motor bevindt die een vermogen kan genereren van 50 kilowatt aan elektriciteit (wetenschappelijk rapport PROMES/CNRS). Volgens een informatiebord bij de schotel is deze installatie onderdeel van een internationaal samenwerkingsproject (Envirodish, 2004-2007), zijn er diverse Duitse industriële partners bij betrokken inclusief het beroemde DLR laboratorium, en voor deze door Ademe, CNRS en .... het Duitse Bundesministerium für Umweltschutz und Reaktorsicherheit (BMU !!!) gefinancierde schotel is een leuke 140.000 euri op tafel gelegd. Dat zie ik het Nederlandse VROM nog niet zo snel doen...

Technische data (cf. infopaneel)
Parabool diameter: 8,5 meter
Parabool oppervlakte: 56,7 m²
Thermisch vermogen: 45,4 kW (bij 800 W/m²)
Bedrijfsgas: waterstof
Principe: zon verhit waterstof (gesloten circuit), het verhitte gas drijft een Stirling motor aan die elektriciteit produceert

Elektrisch vermogen: 9,8 kW

(Geschatte) jaarlijkse opbrengstdata (Odeillo)
Directe zoninstraling: 1.911 kWh/m².jaar
Verwachte elektra productie: 18.025 kWhe/jaar
Productie per oppervlakte eenheid: 318 kWhe/m².jaar
Gemiddelde jaarlijkse omzettingsrendement: 16,6%
Maximale omzettingsrendement: 21,6%

In de U.S.A. wordt een eerste zeer grote 500 Megawatt, uit ruim 20.000 paraboolspiegel stations bestaande CSP centrale gerealiseerd in zuid California die deze directe omzetting van zonnehitte in elektriciteit middels een zuigerconcept in de praktijk gaat brengen (zie uitgebreide artikel op de Pure Energy site). De Fransen zien dit blijkbaar ook als een interessante route voor de opwekking van elektriciteit uit zonnewarmte.

Vooraanzicht van relatief kleine paraboolspiegel met in het brandpunt een Stirling motor die de zonnehitte direct omzet in (duurzame) elektriciteit. De hele spiegelconstructie staat - uiteraard - op een ronde metalen rails om de azimuth continu te kunnen wijzigen en de Stirling motor in het brandpunt van de zon te houden.
>>>
<<<
Zelfde paraboolspiegel schuin van achteren gezien. Let op de intense geconcentreerde zonnestraling in het brandpunt van de Stirling motor.

Meer moois - non-classifié?

Op de topografische kaart staat iets bezuiden de Odeillo centrale de benaming "Centre d'Essais", wat in goed Nederlands zoveel betekent als "Laboratorium voor Materiaalonderzoek". Toen wij langs dat ongetwijfeld nauw met de rest van het CNRS/PROMES complex samenhangende gebouw liepen (onderweg naar het kleine station bij Via), bleek voor dat gebouw een reusachtige tracker te staan met daarop onmiskenbaar een modern type zonnestroompaneel. Dus toch nog een beetje de "core business" van Polder PV als toetje op reeds alle genoten zonnemoois. Het was niet goed te zien wat voor soort PV modules het betrof, maar het heeft allemaal wel iets weg van een amorf of wellicht ander type dunnelaag paneel, in een forse proefinstallatie. De Fransen lijken de weg naar het alomtegenwoordige zonlicht definitief gevonden te hebben. Laten we hopen dat ook in die atoomstaat de ontwikkelingen in de zonne-energie razendsnel verder zullen gaan...

^^^
Geheimzinnig, reusachtig tracker station bij het "Centre d'Essais" iets bezuiden het hoofdgebouw van de eigenlijke Odeillo centrale. Het lijkt er op dat hier een grote veldtest met ??amorfe/dunnelaag?? zonnestroompanelen wordt gedaan. Intrigerend...

http://eric.hurtebis.chez-alice.fr/four.htm (goede foto’s buiten en in het Odeillo complex)
http://fr.wikipedia.org/wiki/Four_solaire_d'Odeillo
http://histoireduroussillon.free.fr/Thematiques/Batiments/Histoire/FourOdeillo.php
http://www.promes.cnrs.fr (incl. uitgebreid wetenschappelijk rapport 2005-2006)



Miroir Parabolique - Paraboolspiegel Mont-Louis

^^^
Detail van op plm. 1.600 m. hoogte gelegen lokatie Four Solaire de Mont-Louis. Dit vestingstadje ligt een paar km. oostelijk van Odeillo. De “Four Solaire” is, in zwart geschreven, tussen het ster- en het picknick-plek symbool net in het groene stukje aan de zuidrand van de fortificaties te zien. Deze kleine centrale konden we door tijdgebrek niet bezoeken.
© IGN TOP 2250 ET, 1:25.000, 2003 (3e ed.) [IGN Paris]

Eigenlijk is "het" Franse zonne-avontuur in de Cerdagne met deze kleine paraboolspiegel begonnen, en heeft het een interessante voorgeschiedenis, zo lezen we op de interessante website van Eric Hurtebis.

In 1944, toen de Duitsers Frankrijk ontvluchtten, lieten ze een grote projector op Mont-Louis achter die voor het spotten van Geallieerde vliegtuigen bedoeld was. Het was een grote parabolische spiegel met een sterke lamp om een grote, rechte (parallelle) bundel licht de nachtelijke hemel in te kunnen stralen. Een professor die op vakantie was in Mont-Louis, kreeg het idee om het apparaat omgekeerd te gaan inzetten: overdag de spiegel op de zon richten, en de parallel instralende lichtbundel concentreren in het brandpunt van de spiegel. Als men dan een houtblok in het brandpunt hield, ontvlamde het ding spontaan.

Vervolgens werd een prototype van de zonne-oven gebouwd van enkele meters hoogte, en waarvan de paraboolspiegel opgebouwd was uit kleine deelspiegeltjes die in een paraboolvorm werden opgehangen. Deze spiegel vindt men momenteel in Mont-Louis, en er worden demonstraties mee gehouden voor het publiek. Soortgelijke, iets handzamere spiegels worden tegenwoordig wel als "Solar Cooker" verkocht door camping speciaal zaken, of met succes ingezet in Derde Wereld landen om de inzet van brandhout voor het koken dramatische te verminderen en een grote besparing aan tijd voor vrouwen te kunnen realiseren.

Op basis van dit proefexemplaar werd door de CNRS voor fundamenteel onderzoek de Odeillo zonne-oven gepland en gebouwd.

<<<
Foto van de paraboolspiegel van de zonne-oven op de ZW. rand van het fort van Mont-Louis, van de website van Eric Hurtebis. Zie ook de grotere opname van Stacey Peak Media (2004), link hieronder.
© Eric Hurtebis

http://eric.hurtebis.chez-alice.fr/four.htm
http://www.stacey.peak-media.co.uk/Pyrenees/Odeillo/600-P1000210.JPG


Webpagina opgemaakt okt.-nov. 2007. Upload eerste versie dd. 6 november 2007. Aanvullingen: 7-11-2007 (Stirling project), 14-07-2008 (tweede bezoekje Four Solaire)
© Peter J. Segaar/Polder PV

 


© 2007-2008 Peter J. Segaar/Polder PV, Leiden (NL)