CONCEPTION DU CUISEUR

L’architecture du cuiseur est entièrement sous-tendue par l’utilisation des résistances céramiques, avec de multiples conséquences.

• A) La baisse du prix des panneaux photovoltaiques
• B) Les résistances céramiques PTC
• C) Céramiques et électricité
• D) Céramiques et baisse des coûts
• E) Céramiques et thermique
• F) Céramiques et conduite du capteur

A) La baisse du prix des panneaux photovoltaiques
C’est la baisse drastique du prix de l’électricité photovoltaïque qui a rendu possible ce qui eût été impensable au siècle dernier : utiliser l’énergie photovoltaïque pour produire de l’énergie thermique.

B) Les résistances céramiques PTC
Comme toutes les résistances, le matériau céramique produit de la chaleur lorsqu’il est traversé par un courant électrique. Mais au fur et à mesure qu’il s’échauffe, sa résistance électrique diminue, et à 200°C elle est divisée par trois par rapport à la température ambiante, sa puissance de chauffe est donc multipliée par trois. Puis au-delà de 200°, la résistance augmente brusquement jusqu’à devenir très élevée, le courant électrique ne peut donc plus circuler, et la production de chaleur stagne.
Quoique peu connues du grand public, les résistances céramiques sont très présentes dans la vie courante. Par exemple : Les petits chauffages céramiques, disponibles dans tous les rayons électro ménagers, vendus comme chauffages d’appoint, en sont un bon exemple. Petits et légers, ils sont obligatoirement équipés d’un ventilateur qui chasse en permanence les calories produites par la céramique, sans quoi la production de chaleur stagnerait.
Les caractéristiques des résistances céramiques sont très intéressantes pour notre cuiseur :
- les résistances ne risquent pas de burn out.
- la température de 200° suffit largement pour toutes les cuissons à l’eau, braisages, cuissons à la vapeur, etc, à l’exception des cuissons à l’huile et des grillades.
- la température de 200° est inférieure à la température d’ignition du coton 

C) Céramiques et électricité
Les résistances électriques usuelles (plaque électrique de cuisson, chauffage, grille-pain…) sont conçues pour fonctionner sous une tension électrique (= " Voltage ") bien définie, fournie par le réseau, par exemple 230 Volt, plus ou moins des petites variations admissibles techniquement mais transparentes pour l’utilisateur. Le lois de l’électricité nous enseignent que, en cas de baisse de tension notable, la production de chaleur s’effondre, et que en cas de hausse trop importante de tension (le " survoltage ") la résistance est détruite, elle grille, c’est le burn-out.
Compte tenu du fait que tout appareillage électrique usuel ne fonctionne que sur une tension correctement régulée, toute installation photovoltaïque nécessite de réguler le courant électrique à l’aide d’une batterie flanquée en entrée d’un régulateur de charge et en sortie d’un onduleur.
Les résistances céramiques admettent des variations importantes de courant sans risque de burn-out.
Les résistances céramiques utilisées pour le cuiseur fonctionnent sous une tension de 25 à 40 Volts, correspondant directement au courant produit par un panneau photovoltaique, et qui reste inférieure au seuil de sécurité du courant continu, fixé par la réglementation à 48 Volt. Les utilisateurs sont donc en sécurité.

D) Céramiques et baisse du coût global du cuiseur
Toutes choses égales par ailleurs (production industrielle de masse, etc.) un cuiseur à céramiques n’est pas intrinsèquement beaucoup plus cher qu’un cuiseur électrique ordinaire.
En matière de coûts, l’intérêt provient surtout de l’absence de batterie et de ses deux acolytes de régulation de puissance. Dans une installation de cuisson électro-solaire " usuelle ", c’est la batterie qui est l’élément le plus cher, le plus fragile, le plus polluant et le plus dangereux (cf 8ème partie " bibliothèque ") Supprimer la batterie peut être l’élément décisif pour effectuer la conversion vers la cuisson électro-solaire.
Supprimer la batterie, c’est aussi supprimer l’important avantage du stockage de l’énergie. Mais le cuiseur à céramiques fonctionne très bien sur batterie. Et quand la batterie aura rendu l’âme, le cuiseur pourra encore fonctionner au fil du soleil.

E) Céramiques et thermique
La température maximum des céramiques, de l’ordre de 200 à 220° C, est inférieure à la température d’ignition du coton. Il est donc possible d’isoler l’ensemble du dispositif, bloc de chauffe et récipient, par exemple avec des serviettes en coton, ou autre. Le rendement du cuiseur est ainsi nettement amélioré, ce diminue relativement le coût global de l’installation par unité d'énergie produite : " les rendements sont multiplicatifs (et les pertes aussi...)"
On peut aussi choisir de ne pas isoler, il n’est que rajouter des panneaux solaires. L’isolation permet aussi de parer à un passage nuageux temporaire, le cuiseur continue alors à fonctionner en marmite norvégienne. Et selon les aliments à cuire, il est possible de travailler en alternance avec deux cuiseurs sur un seul capteur : un cuiseur est en montée en température pendant que l’autre poursuit sa cuisson sous isolation, et vice-versa.

F) céramiques et conduite du cuiseur
La production d’un capteur photovoltaïque dépend de l’ensoleillement qu’il reçoit, mais aussi (et ce n’est pas intuitif !) de la charge qui lui est appliquée. Heureusement les résistances céramiques ont une large plage de fonctionnement. En cas de variation importante de l’ensoleillement, il convient de modifier le nombre de céramiques en fonctionnement, et pour se rapprocher de l’optimum le conducteur a à sa disposition un petit voltmètre.
En cas de beau temps bien établi, le conducteur fait son choix du nombre de résistances en fonctionnement, et peut aller vaquer à ses occupations.
S’il est question de production d’eau chaude dans un chauffe eau comme décrit à la 7ème partie, destiné à fonctionner tout au long de la journée, l’installation peut être automatisée à l’aide d’un micro-contrôleur du type Arduino ou autre.

Mais il s’agit là d’une électronique de commande, sans aucune mesure avec l’électronique de puissance qui entoure une batterie.