Rev. Phys. Appl. (Paris) 18, 327-334 (1983)
DOI: 10.1051/rphysap:01983001806032700

Etude théorique et expérimentale du couplage entre un concentrateur solaire et un récepteur haute température

G. Arnaud, G. Flamant, C. Muller, J.M. Badie et D. Hernandez

Laboratoire d'Energétique Solaire, CNRS, BP 5, 66120 Odeillo, France

Abstract
A numerical method to calculate solar irradiation at any point of the focal zone of a double reflexion concentrator is proposed. The first part of the study concerned a paraboloidal perfect mirror and a faceted reflector. In the latter case, the optical errors due to bad orientation and manufacture defects are taken into account. Experimental solar flux density distribution in the focal zone of a 2 kW and of a 6 kW solar furnace are presented and compared with calculated data. Then the temperature profile along the wall of a high temperature receiver is computed when solar irradiation and wall heat transfer flux density are imposed The comparison between experimental and theoretical data shows a good agreement when the receiver is a metallic tube equiped with thermocouples and fluxmeters. The model may be generalized to describe heat transfer inside industrial furnaces using parabolic I.R. lamps.

Résumé
Une méthode de calcul de l'éclairement solaire en tout point, d'orientation quelconque, de la zone focale d'un concentrateur à double réflexion est développée. Ces données sont utilisées dans un programme de simulation numérique d'un récepteur haute température pour calculer la distribution de température de l'enceinte. Les résultats expérimentaux obtenus valident les approches théoriques. Une généralisation du modèle est envisageable dans le domaine des fours à rayonnement infra-rouge utilisant des émetteurs à réflecteurs paraboliques.

PACS
4440 - Heat radiation.
8610K - Solar energy.

Key words
heat transfer -- solar energy concentrators -- solar concentrators -- high temperature receivers -- solar irradiation -- focal zone -- double reflexion concentrator -- paraboloidal perfect mirror -- faceted reflector -- optical errors -- solar flux density distribution -- temperature profile -- wall heat transfer flux density