La turbine solaire

Il existe des projets de grandes centrales électriques où l’électricité est produite par des turbines, elles-mêmes entraînées par de l’air chauffé par le soleil. Tu peux construire toi-même ta propre petite turbine solaire!

La turbine solaire fonctionne de façon optimale dans un endroit chaud et sans courant d’air. (Image: Redaction SimplyScience.ch)

Infobox

Il te faut:

  • une feuille A3 de papier noir cartonné
  • une règle, un crayon, des ciseaux
  • du ruban adhésif
  • le support en aluminium d’une bougie, ou de l’aluminium
  • une paille articulée
  • une épingle
  • un jour ensoleillé et sans vent!

Marche à suivre

  1. Coupe un grand trapèze avec deux côtés arrondis dans le papier noir. Roule-le ensuite de façon à former un tube, plus étroit dans sa partie supérieure, et scotche-le.
  2. Coupe trois ouvertures rectangulaires dans la partie inférieure du tube.
  3. Coupe un petit disque dans le papier d’aluminium. Avec les ciseaux, fais ensuite six petites encoches à intervalles réguliers tout autour du disque.
  4. Plante l’épingle au milieu du disque et recourbe le disque pour faire une hélice.
  5. Scotche la paille, à l’extérieur, le long du tube de papier, et fixe l’hélice en plantant l’épingle dans la paille. Fais bien attention à ce que l’hélice puisse tourner très facilement.

 

Une turbine solaire

Turbine solaire en carton.

Ta turbine est terminée.

Place-là dans un endroit abrité du vent et regarde ce qui se passe.

Ce qu'on observe

Au bout d’un temps assez court, l’hélice se met à tourner.

Voici pourquoi

Le tube noir est très fortement chauffé par le soleil, puisque les corps noirs absorbent particulièrement bien les rayonnements, et ne les réfléchissent pas. Ainsi, l’air dans le tube chauffe beaucoup plus que l’air ambiant. L’air chaud monte dans le tube et pousse l’hélice, la mettant ainsi en mouvement. Il y a toujours assez d’air qui entre à travers l’ouverture au pied de la turbine solaire, de façon à créer un flux d’air continu.

Il existe des centrales électriques qui fonctionnent selon ce principe: à la place de l’hélice, de grandes turbines sont mises en mouvement par l’air chaud, ce qui crée de l’électricité. Une telle centrale est appelée tour solaire.

  • Le papier d’aluminium se déchire très facilement. C’est donc plus facile de fabriquer l’hélice à partir d’aluminium plus épais, comme par exemple le support vide d’un lumignon. Toutefois, cela mettra plus de temps jusqu’à ce que l’hélice tourne, parce qu’elle est plus lourde.
  • L’hélice de ta turbine solaire réagit à tout coup de vent. Ce n’est que dans un endroit totalement à l’abri du vent que tu peux mettre en évidence le fait que le soleil à lui seul peut mettre en mouvement l’air dans la turbine et ainsi entraîner l’hélice.

Par ailleurs, s’il n’y a pas de soleil, tu peux utiliser une astuce. Place la turbine solaire à côté d’une lampe dont l’ampoule dégage de la chaleur. Ici aussi, l’hélice se met à tourner. Mais ne laisse jamais ton expérience sans surveillance, le papier risque de chauffer et prendre feu!

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