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Conception d'un nouveau type de concentrateur solaire réduisant le besoin de suivi du soleil

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2016
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Depuis longtemps, le Soleil est vu comme une source renouvelable d’intérêt pour combler nos besoins en énergie. Or, le coût prohibitif de l’énergie solaire a jusqu’à maintenant rendu celle-ci peu utilisée. Pour accroître son adoption, il faut absolument rendre son coût concurrentiel avec celui des énergies fossiles. Pour cela, plusieurs possibilités existent. L’une d’elles est l’utilisation d’un système optique pour concentrer la lumière. Cette thèse présente donc une solution basée sur la conception d’un nouveau type de concentrateur solaire de basse-moyenne concentration fait de polymère dans le but de réduire son coût de fabrication. Les performances de ce système compact utilisant des microlentilles ont ensuite été améliorées par l’ajout d’un gradient d’indice de réfraction dans la matrice polymérique. Une analyse sommaire du coût de l’énergie produite par de tels dispositifs permet ensuite de conclure que les systèmes développés dans le cadre de ce projet de recherche ont un potentiel commercial. Pour cette raison, le concept le plus prometteur basé sur l’utilisation d’un gradient d’indice afin d’accroître les performances a fait état du dépôt d’une demande de brevet.
Since a long time, the Sun is seen as an interesting source of renewable energy. However, the prohibitive cost of solar energy has made it mostly unused. To increase it acceptance, it is necessary to bring the cost down and make it competitive with fossil fuels. To achieve that, many possibilities exist. One method is the use of an optical system to concentrate sunlight. This thesis presents a solution based on the design of a new type of solar concentrator of low-medium concentration level made of polymer to be able to achieve low-cost fabrication. The performances of this condensed optical system which uses microlenses were then improved by the introduction of a refractive index gradient in the polymer matrix. A short analysis of the cost of the energy produced by such solar concentrators permitted to conclude that they are of commercial interest for the solar community. For this reason, the most promising design based on the use of a graded-index to increase the efficiency has been protected by a patent.
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thèse de doctorat