CENTRALES SOLAIRES THERMIQUES |
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B.
Les centrales à tour Dans ce type de centrale, on utilise de nombreux miroirs qui concentrent le rayonnement solaire sur une chaudière placée en haut d'une tour. Les miroirs ou "héliostats" sont conçus pour tourner avec le soleil et ainsi, réfléchir les rayons du soleil sur le foyer de la chaudière. Le rayonnement solaire doit être dirigé vers le foyer en haut de la tour avec une grande précision afin de concentrer l'énergie thermique pour assurer des températures près de 600°C. A la différence d'une centrale cylindro-parabolique, les déperditions d'énergie dans le transfert de chaleur sont minimisées. Cependant, les centrales à tour doivent être très grande pour trouver une rentabilité et le développement industriel est toujours dans les premières phases d'expérimentation. L'expérimentation a commencé aux États-Unis au laboratoire de SANDRIA à Albuquerque en 1976. La centrale avec une tour de 63 mètres et 222 héliostats contrôlés par ordinateur a permis de fournir une puissance thermique de 5 MW. Depuis la recherche à continué aux États-Unis, en France et en Espagne avec la participation active des laboratoires allemandes. THEMIS est l'unique essai français de production d'électricité au moyen d'une centrale solaire "à tour". Le projet de recherche et développement a démarré en 1975, autour d'une équipe mixte EDF – CNRS. La centrale a été livrée pour des essais d'exploitation en 1983 et abandonnée en septembre 1986. |
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Un nouveau projet sur le même site voit le jour en 2006 : sur les 201 héliostats, la moitié recevra des cellules photovoltaïques pour la production d'électricité. L'autre moitié sera consacrée au projet de recherche "Pégase" mené par le laboratoire Promes du CNRS. Pégase est une centrale solaire thermique d'une conception nouvelle. L'originalité du projet est de réchauffer de l'air comprimé (à une pression de l'ordre de 10 atmosphères). Cet air sera ensuite détendu dans une turbine, sur le principe des turbines à gaz. A partir de 2013, Thémis pourrait devenir un prototype de centrale solaire à nouveau.
SOLAR 1, construit à Barstow en Californie, était opérationnel de 1982 à 1988.
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SOLAR TRES est un projet espagnol qui sera réalisé en partenariat avec des industriels américains et allemands, suite aux expériences menées à Solar 2 et à Alméria . Il doit utiliser la technologie de sel fondu afin d'assurer 16 heures de stockage, et de permettre une turbine de 15 MW à fonctionner jusqu'à 24 heures par jour. PS 10 - La première centrale solaire à tour commerciale L’Espagne a démarré la production au plus grand complexe de centrales solaires thermo-électriques d’Europe sur le site de Sanlùcar La Mayor, près de Séville. PS 10 a été constuit par la société Abengoa pour un investissement de 35 millions d'euros. Elle se présente sous la forme d’un vaste champ de près de 70 hectares, planté de 624 héliostats (miroirs orientables), d’une surface de 121 mètres carrés chacun, fixés sur des piliers de métal et disposés au pied d’une tour de 115 mètres.
Ces
miroirs permettent de concentrer les rayons du soleil sur une chaudière en
haut de la tour, afin d’obtenir une température entre 600°C et 1 000°C
pour chauffer un fluide et produire de la vapeur qui actionne un système de
turbines générant de l’électricité. Le Projet IVANPAH
La compagnie californienne BrightSource Energy va lancer la construction, en 2010, de 3 centrales thermiques solaires dans le désert du Mojave sous le nom de Ivanpah . Ce projet avec une capacité solaire d'environ 400 MW sera réalisé sans terrassement en béton, car les héliostats seront montés sur des socles individuels qui seront enterrés directement dans le sol. De plus, afin de préserver au maximum l'eau précieuse du désert, le projet Ivanpah emploiera un système de refroidissement en circuit fermé permettant de transformer la vapeur en eau. En utilisant ce système de refroidissement à sec, le projet consommera 25 fois moins d'eau qu'un projet solaire thermique conventionnel. Stockage de la chaleur produite par une centrale solaire Un accumulateur de chaleur développé par l'Institut de thermodynamique technique du centre de recherche aérospatial allemand (DLR) peut stocker, sous forme de chaleur latente, une partie de l'énergie solaire produite par une centrale thermoélectrique solaire. Grâce à ce système de stockage, la centrale peut produire de l'électricité la nuit ou par temps nuageux. L'accumulateur à sel de nitrate est constitué de plusieurs couches de graphite et de matériaux caractérisés par un changement de phase qui permettent un stockage thermique par chaleur latente. Installé sur la plateforme de recherche solaire d'Almeria en Espagne, l'appareil délivre une puissance de 100 kW avec des températures de vapeur d'eau dépassant les 200 °C. Il est capable de stocker la chaleur pendant 10 heures et d'en restituer jusqu'à 90 %. Les chercheurs du DLR souhaitent appliquer leur concept de stockage à une installation de 1 MW et atteindre des températures de stockage de plus de 300 °C.
Le projet de la société Cobra Energy comprendra pour moitié des panneaux solaires photovoltaïques et l'autre moitié une technologie solaire thermique avec stockage aux sels fondus pour la nuit. Le projet n'est pas encore finalisé et la société espagnole doit sélectionner un endroit parmi un certain nombre de sites potentiels sur le territoire australien. Air comprimé en Australie La construction d'une centrale solaire à tour expérimentale a démarré (mai 2010) à Newcastle, dans les Nouvelles-Galles du Sud. La centrale sera constituée d'environ 450 héliostats qui dirigera la chaleur solaire sur une tour de 30 mètres de haut afin de générer de l'air comprimé surchauffée à destination d'une turbine de 200 kW. L'air comprimé pourra également être chauffée avec du gaz naturel, afin de surmonter les variations de températures. Pour
savoir plus, voir les sites en anglais : A.
Les centrales à capteurs cylindro-paraboliques |
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milliard de dollars pour 250 MW en Australie