La centrale solaire thermodynamique est une solution innovante qui transforme la chaleur du soleil en électricité à grande échelle. Grâce à un système de concentration solaire, elle permet de produire une énergie propre, renouvelable et stockable, idéale pour répondre aux défis énergétiques d’aujourd’hui et de demain. Découvrez son fonctionnement, ses types et son potentiel pour un avenir plus durable.
| Qu’est-ce qu’une centrale solaire thermodynamique ? | Une centrale solaire qui produit de l’électricité en transformant la chaleur du soleil ☀️. |
| Centrale solaire thermodynamique : fonctionnement |
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| Les types de centrales solaires thermodynamiques | On distingue plusieurs types de centrales :
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| Quel est le besoin en ensoleillement direct des centrales thermodynamiques ? | 2 000 kWh/m²/an ☀️ |
Qu’est-ce qu’une centrale solaire thermodynamique ?
Une centrale thermodynamique est une centrale solaire qui utilise un procédé thermodynamique pour transformer la chaleur du soleil en électricité. La centrale se distingue de la centrale solaire photovoltaïque qui repose sur l’énergie des rayons du soleil.
Le terme “centrale solaire thermique” renvoie en réalité au même type de dispositif. En effet, la centrale solaire thermique est une installation qui repose sur un procédé thermodynamique pour fonctionner.
Centrale solaire thermodynamique : fonctionnement
La centrale thermodynamique transforme la chaleur du soleil grâce à un fluide caloporteur, via le principe de concentration.
Le principe de concentration
La centrale thermodynamique solaire se compose d’une grande quantité de miroirs qui reflètent l’énergie du soleil. Le procédé thermodynamique repose sur un principe appelé “principe de concentration”. En utilisant un miroir ou une loupe, il est possible de réorienter les rayons du soleil depuis une surface donnée vers une cible plus réduite. C’est sur cette cible que se concentre l’énergie des rayons.
La centrale solaire thermodynamique se sert de ce principe pour fonctionner. Dans une centrale, les miroirs sont orientés vers un point de convergence. Dans le cas d’une centrale solaire thermodynamique, c’est un fluide caloporteur qui reçoit les rayons du soleil.
Les fluides caloporteurs
Le fluide caloporteur est essentiel au fonctionnement de la centrale solaire thermodynamique. Ce sont ces fluides qui transfèrent la chaleur des miroirs et permettent sa transformation en énergie. Il existe plusieurs fluides caloporteurs possibles :
- L’eau ;
- Les huiles ;
- Les sels fondus ;
- Les gaz ;
- Les métaux liquides.
Chaque fluide présente des avantages et des limites. Conductivité, prix, température de fonctionnement… Chaque fluide a ses propres spécificités. En fonction de l’installation, il sera possible d’utiliser l’un ou l’autre des fluides. Ces derniers, chauffés à haute température, produisent de la vapeur. Cette vapeur actionne alors une turbine. Un générateur vient ensuite transformer l’énergie de la turbine en électricité. Pour finir, un condenseur vient condenser la vapeur pour permettre la réutilisation du fluide. Le courant que produit la centrale peut ensuite s’insérer dans le réseau public.
Les types de centrales solaires thermodynamiques
Il existe plusieurs types de centrales solaires thermodynamiques. Ces derniers reposent tous sur le même principe. En revanche, c’est la disposition des miroirs et la façon dont ils reflètent le rayonnement qui changent. Les principaux types de centrales sont :
- La centrale à collecteur cylindrique ;
- La centrale à miroirs de Fresnel ;
- La centrale à tour ;
- Et la centrale à collecteur parabolique.
L’importance de l’ensoleillement
La centrale thermodynamique nécessite un ensoleillement direct optimal pour fonctionner correctement. Par conséquent, tous les terrains ne sont pas propices à l’installation d’une centrale thermodynamique. C’est ce besoin en ensoleillement qui explique que peu de pays disposent de ce type de centrales en quantité. Les États-Unis, la Chine, l’Espagne ou le Mexique font partie des pays disposant du plus grand nombre de centrales thermodynamiques.
Pour être rentable, la centrale a besoin d’un ensoleillement direct de 2 000 kWh/m2/an. De plus, le climat joue un rôle sur l’efficacité du dispositif. Les climats désertiques ou semi-désertiques sont idéals pour une installation thermodynamique. Un climat aride ou semi-aride permet aussi ce type d’installation.
Les différences entre le thermodynamique et le photovoltaïque
Une centrale thermique à concentration et une centrale photovoltaïque ont le même objectif : produire de l’électricité, mais leur fonctionnement diffère. La centrale photovoltaïque utilise des panneaux solaires équipés de cellules en silicium qui captent la lumière du soleil pour générer un courant continu. Celui-ci est ensuite converti en courant alternatif grâce à un onduleur.
En résumé, la centrale thermique exploite la chaleur pour produire de l’électricité, tandis que la ferme solaire photovoltaïque transforme directement la lumière en énergie.
Questions fréquentes sur les centrales solaires thermodynamiques
De quoi est composée une centrale solaire thermodynamique ?
La centrale thermodynamique solaire se compose :
- D’un grand nombre de miroirs dont la forme et la disposition changent en fonction du type de centrale ;
- D’une chaudière dont le fluide chauffé produit de la vapeur ;
- D’une turbine qu’actionne la vapeur ;
- D’un générateur qui transforme l’énergie de la vapeur en électricité ;
- D’un condenseur qui condense la vapeur pour permettre de réutiliser le fluide. Grâce à cette récupération, le procédé peut recommencer.
Comment fonctionne une centrale solaire thermodynamique ?
La centrale solaire thermodynamique repose sur le principe de concentration. La centrale réoriente le rayonnement du soleil vers un point de convergence qui reçoit l’énergie du rayonnement. A ce point se trouve un fluide caloporteur qui, en chauffant, produit de la vapeur. Cette vapeur actionne une turbine. Un générateur vient alors transformer l’énergie de la turbine en électricité. Ce courant peut ensuite s’injecter au réseau public.