L'énergie solaire thermodynamique (CSP) est une méthode de production de chaleur à partir de l'énergie solaire qui utilise des miroirs pour concentrer et réfléchir la lumière du soleil sur des récepteurs. Grâce à une turbine à vapeur ou un moteur thermique alimentant un générateur, cette énergie thermique est ensuite utilisée pour produire de l'électricité. Les miroirs servent, dans les technologies CSP, à diriger et concentrer la lumière du soleil sur un récepteur. Dans ce récepteur, un fluide caloporteur à haute température est chauffé par l'énergie solaire concentrée.
Comment fonctionne l’énergie solaire concentrée (CSP) ?
Les technologies CSP utilisent des miroirs pour réfléchir et concentrer la lumière solaire sur un récepteur. L'énergie ainsi produite est ensuite utilisée pour chauffer un fluide caloporteur à haute température dans ce récepteur.
Cette chaleur, parfois appelée énergie thermique, peut entraîner un moteur ou faire tourner une turbine pour produire de l'électricité. Elle peut également être utilisée dans de nombreux procédés industriels, notamment le traitement des minéraux, la transformation des aliments, la production chimique, la récupération accrue du pétrole et le dessalement de l'eau.
Pour les projets à grande échelle, les technologies d'énergie solaire thermique à concentration sont généralement utilisées. Différentes configurations sont disponibles pour ces systèmes CSP à grande échelle. Dans les systèmes à tour, des miroirs sont disposés autour d'une tour centrale, qui sert de récepteur. Dans les systèmes linéaires, des rangées de miroirs concentrent la lumière solaire sur des récepteurs situés dans des tubes parallèles, placés au-dessus.
Les systèmes CSP de petite taille peuvent être installés précisément là où l'électricité est nécessaire. Par exemple, les applications distribuées peuvent utiliser des systèmes à antenne/moteur unique capables de générer de 5 à 25 kilowatts par antenne.
Quelles sont les exigences des centrales solaires à concentration ?
Voici une liste des principales exigences des centrales solaires à concentration :
1. Financement : Le financement est un élément clé indispensable au développement et à la mise en place de toute centrale. Le financement de projet représente la principale difficulté pour toute infrastructure de production d’énergie à grande échelle, y compris les centrales solaires thermodynamiques.
2. Zones à fort rayonnement solaire : pour être concentrée, l’énergie solaire ne doit pas être trop diffuse. L’intensité du rayonnement solaire direct normal (DNI) sert à mesurer cette diffusion.
3. Parcelles de terrain contiguës avec une couverture nuageuse limitée : Lorsqu’elles atteignent une capacité de 100 MW et plus, les centrales solaires thermodynamiques fonctionnent de manière optimale et sont donc les plus rentables. Une installation solaire thermodynamique classique nécessite entre 5 et 10 hectares de terrain par MW de capacité, bien que la superficie requise varie selon la technologie. Le stockage de l’énergie thermique est possible sur les parcelles les plus vastes.
4. Ressources en eau disponibles : La plupart des systèmes CSP nécessitent un accès à l’eau pour leur refroidissement, tout comme les centrales thermiques classiques (gaz naturel, charbon et nucléaire). Ces systèmes requièrent uniquement une petite quantité d’eau pour nettoyer les surfaces des capteurs et des miroirs. Les méthodes de refroidissement par voie humide, sèche et hybride peuvent toutes être utilisées dans les installations CSP afin de produire de l’électricité avec un rendement maximal tout en préservant l’eau.
5. Processus de transmission : La plupart des systèmes CSP nécessitent un accès à l’eau pour leur refroidissement, tout comme les centrales thermiques classiques (gaz naturel, charbon et nucléaire). Ces systèmes requièrent uniquement une petite quantité d’eau pour nettoyer les surfaces des capteurs et des miroirs. Les méthodes de refroidissement par voie humide, sèche et hybride peuvent toutes être utilisées dans les installations CSP afin de produire de l’électricité avec un rendement maximal tout en préservant l’eau.
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