CoSoX — Collettore Solare X

Titre officiel, en italien : « CoSoX — Collettore Solare X: sperimentazione di collettori a superfici riflettenti per migliorare la resa di pannelli fotovoltaici standard ».

Objectif

CoSoX (Collettore Solare X) naît pour expérimenter des façons d'améliorer le rendement de panneaux solaires standards, polycristallins et monocristallins, en les plaçant dans un conteneur à surfaces miroitantes et en variant leur disposition. Les objectifs : réduire la surface nécessaire à rendement égal, ou réduire la quantité de panneaux à rendement égal.

Ce qui a été fait

Le travail est parti de la réalisation, de zéro, d'un simulateur logiciel, baptisé CoSimX (C# sur .NET Framework, environnement Windows), qui simule l'absorption et la réflexion du rayonnement dans le conteneur selon la géométrie — parabole, cercle, sinus, hyperbole —, le positionnement et les paramètres d'efficacité, avec une fonction de randomisation pour explorer automatiquement les configurations les plus prometteuses. La géométrie retenue, la plus simple à réaliser mécaniquement, est un tronc de pyramide à base carrée, aux parois réfléchissantes qui concentrent la lumière sur les panneaux.

Les prototypes à l'échelle ont été modélisés en CAO et imprimés en 3D en PLA résistant aux hautes températures, avec deux configurations de support comparées : matrice plane 3x3 et configuration inclinée 4x3, avec une incidence à 45 degrés. Les mesures ont été conduites sur un banc d'essai avec trois spots LED de 100 W alimentés par onduleur, en deux sessions distinctes, pour un total de 16 mesures sur 8 configurations : panneaux mono et polycristallins, plans et inclinés, avec et sans surfaces réfléchissantes en aluminium.

Ce qui en est sorti

Les configurations inclinées se sont révélées toujours désavantageuses, tandis que le conteneur réfléchissant a donné un gain moyen de 60 à 70 % par rapport à la configuration non réfléchissante : à encombrement égal, chaque mètre carré de panneaux dans un collecteur réfléchissant rend comme 1,60 à 1,70 mètre carré de panneaux nus. Des deux objectifs initiaux, celui de la réduction de la quantité de panneaux a donc été atteint, au prix de la surface occupée ; le rapport indique la configuration la plus prometteuse — monocristallins plans en conteneur réfléchissant — et les directions pour approfondir la recherche.