La centrale solaire thermodynamique est une centrale solaire qui repose sur un procédé thermodynamique. Concrètement, il s’agit de transformer la chaleur du soleil en électricité. Le terme de “centrale thermique” s’emploie également pour qualifier la centrale thermodynamique. La centrale thermodynamique présente des spécificités tant dans son fonctionnement que dans ses prérequis.
L’Essentiel sur la centrale solaire thermodynamique
✅ La centrale solaire thermodynamique est un type de centrale solaire qui utilise la chaleur du soleil pour produire de l’électricité. La centrale thermodynamique est communément appelé « centrale thermique ».
✅La centrale solaire thermodynamique repose sur le « principe de concentration » : il est possible de réorienter les rayons du soleil depuis une surface donnée vers une cible réduite sur laquelle se concentre la chaleur. Le point de convergence des rayons contient un fluide caloporteur qui, en chauffant, produit de la vapeur qui actionne un turbine à l’origine de l’électricité.
✅La centrale solaire thermodynamique nécessite un ensoleillement direct d’au moins 2 000 kWh/m2/an. De même, la centrale gagne à être installée dans une zone au climat désertique ou semi-désertique, voire aride ou semi-aride.
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.
La centrale thermodynamique solaire et 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.
La centrale solaire thermodynamique et 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.
La centrale solaire thermodynamique en bref
| 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 | La centrale à :
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| Quel est le besoin en ensoleillement direct des centrales thermodynamiques ? | 2 000 kWh/m2/an |
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.
