Un capteur solaire plan ne doit pas être orientable, mais statique. Il doit être orienté vers le sud, et son inclinaison sur l'horizontale doit être égale à la latitude du lieu. Dans ces conditions, on peut calculer le flux solaire journalier moyen.
Constante solaire = 1350 W/m², comptons 1000 W/m² après la traversée de l'atmosphère, un coefficient d'orientation annuel moyen de 0.95/p=30% (et seulement 0.95/2 soit 57% de mieux pour un capteur -unique, pas un champ de capteurs- orientable), il nous reste 300 W/m² en moyenne (énergétique), 285 W/m² (exergétique) soit un potentiel de 6.84 kWh/m²/jour pour un ciel sans nuages, potentiel indépendant de la latitude.

super-isolant en feuilles d'aluminium
C'est vrai, l'aluminium fond à 660°C, mais à l'état liquide il s'oxyde aussi très facilement, en alumine qui elle ne fond qu'à 2200°C. On fabrique facilement un super-isolant avec des feuilles d'aluminium du commerce (épaisseur 12µm) badigeonnées de sirop de sucre qui à la premiére chauffe se décompose en "éponge de carbone" assurant la séparation entre feuilles, nécessaire pour stopper le flux conductif.
vitrage multiple en quartz
Côté verre, le quartz (fusion à 1660°C, résistance à la traction 7000PSI=500bars), est transparent pour la lumière visible et opaque dans l'infra-rouge réémis par le capteur (en rouge sur la figure), donc très favorable à l'effet de serre. On utilise des feuilles de quartz d'épaisseur ~10µm, à picots disposés en quinquonce: les picots ont pour fonction d'éviter l'écrasement quand le vitrage multiple est mis sous vide (d'argon) pour éviter les pertes par conduction. On utilise un vide d'argon car le vide ne commence à avoir un effet isolant que quand il est vraiment très poussé: typiquement le libre parcours moyen doit être supérieur à la distance entre feuilles; l'argon (conductivité l=17.9e-3W/m/K, 1/3 de moins que l'air) aide à l'isolation. Le libre parcours moyen est inversement proportionnel à la pression et, pour l'argon, égal à 47.3µm pour 1mmHg à 300K.
capteur en acier réfractaire
Certes, le graphite permet d'atteindre de plus hautes températures que l'acier, mais saurait-il résister aux ondes thermoacoustiques qui parcourent le fluide caloporteur, et sa mise en forme est complexe. L'acier, lui, permet d'atteindre 1200°C à 1400°C sous quelques bars et hors atmosphère corrosive, lui épargnant le rôle de maillon faible du système.
argon comme fluide caloporteur
Aux températures où l'on travaille, il faut absolument éviter d'utiliser de la vapeur d'eau: à partir de 500°C, elle attaque l'acier et il faut injecter de l'hydrazine pour neutraliser l'oxygène naissant. Un gaz rare (argon ou hélium) fera l'affaire. L'hélium est bon conducteur, mais il est cher, très rare sur terre, et s'échappe très facilement du système par des microfuites ou par porosité. L'argon (1% en masse dans l'atmosphère), n'est pas si rare, mauvais conducteur mais par l'optimisation des surfaces d'échange thermique (le capteur et 2 échangeurs) on peut annuler ce défaut.
échangeur thermoacoustique en acier réfractaire Z 12 CNS 37-18
Son rôle est celui de la pile (stack) d'un moteur thermoacoustique, ou du régénérateur d'un moteur Stirling: amplifier des ondes sonores à l'aide du gradient de température le long de l'échangeur et fractionner le cycle thermodynamique en de multiples sous-cycles particulaires, ce qui permet de réduire le taux de compression sans réduire l'efficacité du système. L'acier Z12CNS37-18 dispose d'une assez faible conductivité (pour un acier! l=12.5W/m/K soit quand même 700fois celle de l'argon), ce qui permet d'en faire un échangeur à peu près isentropique.
turbine et clapet anti-retour travaillant à froid
Le clapet remplace un compresseur, aidé par les ondes sonores. La turbine récupère l'exergie et la transfère à un alternateur qui la met sous forme électrique. Installer ces composants du côté froid évite pas mal de problèmes.
échangeur d'anergie à la source froide
La source froide est de l'air ambiant (300K). L'échauffement de cet air de refroidissement doît être compris entre 20K et 40K (au delà on grève le rendement du système, en deçà on a du mal à l'évacuer en colonne montante).