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Solaire concentré

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Une centrale solaire thermique (ou centrale solaire thermodynamique ou encore heliothermodynamique) est constituée d’un champ de capteurs solaires spéciaux appelés héliostats qui concentrent les rayons du soleil sur un tuyau dans lequel ircule un caloporteur qui actionne une turbine qui produit de l’électricité.

Plusieurs types de technologies existent :

3 technologies :

  • Les Cylindres paraboliques (technologie peu chère, mais pas la plus efficace).
  • Les Assiettes paraboliques+stirling. Ex : aux Etats Unis : 100 m2 de parabole, 25 kW, rendt 27%. Europe (Odeillo) : diam 8,5 m, 53m2 utiles, focale 4,5 m, T° gaz 650°, 10 kW, rendt 22%
  • Les tours solaires. Dimensionnement typique : 15 ha, 58 MW. THEMIS = 201 héliostats de 54 m2. Tour de 105m.

Cette filière est probablement mal adaptée au cas de l’île de La Réunion et ceci pour deux raisons :

  • la fragilité des installations (miroirs pivotants) face aux conditions cycloniques
  • la forte nébulosité de l’île de La Réunion. La technologie Solaire Concentré est basée sur la ressource énergétique contenue dans le rayonnement direct du disque solaire (contrairement au Photovoltaique et au Solaire Thermique usuel qui utilisent également le rayonnement diffus). Une analyse de la nébulosité en zone tropicale type La Réunion avait été menée il y a quelques années par Mr Cedric Philibert (IEA, spécialiste du solaire concentré), montrant des conditions non favorables sur notre île.

Néanmoins, des éléments nouveaux peuvent remettre en question ces premières conclusions négatives : 1. des technologies à base de miroirs de Fresnel (lignes de miroirs au sol) existent et ont une assez grande robustesse 2. les performances des systèmes actuels peuvent rendre cette technologie plus attractive, suite au fort développement de la filière aux USA et en Espagne. Cette technologie (en application individuelle type cuiseurs ou en application grande échelle) pourrait être bien adaptée à Madagascar, en particulier dans les zones arides du Sud où la nébulosité est faible. De plus la technologie de construction est tout à fait abordable pour une île sans industrie de haute technologie, contrairement au Photovoltaique

Des miroirs paraboliques sont concentrés sur des tubes où un liquide caloporteur est porté à haute température. Ce liquide caloporteur envoyé dans une chaudière transforme de l’eau en vapeur. La vapeur fait tourner des turbines qui entraînent des groupes électrogènes.

Parmi les plus anciennes installations on trouve celle d’Albuquerque aux États-Unis d’une puissance de 5 MW (1976), celle de Luz Solar Energy en Californie d’une puissance de 354 MW (1985), Solar 2 en Californie (1996) d’une puissance de 10 MW et celle de Kramer jonction également située en Californie d’une puissance de 150 MW. En février 2006, une nouvelle installation de 64 MW a été mise en service à Boulder aux États Unis .

Avec les États-Unis, d’autres pays ont des projets ou des réalisations en cours :

Solar 3, à Alméria en Espagne (15 MW) La Cassacia, à proximité de Rome (20 MW) à proximité de Grenade en Espagne (50 MW) Sanlucar la Major à proximité de Séville en Espagne (302 MW) Victorville en Californie (500 MW) à proximité de Los Angeles dans le désert de Mojave (500 MW) Phoenix en Arizona (300 MW) Abou Dhabi ( 500 MW )

La centrale solaire Américaine Solar 2 présente la caractéristique de pouvoir encore fonctionner 3 heures une fois que le soleil n’est plus là . Au lieu d’utiliser des batteries pour stocker l’énergie , le stockage se fait dans des cuves contenant une saumure . L’énergie est stockée sous forme de chaleur ( 500 / 600 degrés ) dans la saumure , ce qui permet à la centrale de continuer à fonctionner en l’absence de soleil . Cette technique est reprise dans la centrale Solar 3 en construction à Alméria en Espagne , mais cette fois l’autonomie sans soleil va passer à 16 heures , ce qui lui permettra de fonctionner nuit et jour lors des périodes de fort ensoleillement . Ce type d’installation est destiné aux régions à fort ensoleillement comme la Californie ou le sud de l’Espagne.

En dehors des centrales solaires heliothermodynamiques une entreprise Américaine ( Stirling Energy Systems ) a mis au point des capteurs cylindro parabolliques de fortes puissances qui suivent le soleil dans sa course et sont en fait des mini centrales heliothermodynamiques

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