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L’énergie solaire thermodynamique, une énergie qui ne produit aucun déchet, aucun gaz à effet de serre. Une énergie inépuisable.
L’énergie solaire thermodynamique : comment ça marche ?
L’énergie solaire thermodynamique est l’énergie obtenue par la concentration du soleil sur des capteurs qui vont produire à leur tour de l’électricité.
Ainsi donc, de la chaleur va être concentrée et va réchauffer un fluide caloporteur, dans une température allant de 250°C jusqu’ à 800°C selon les techniques utilisées. Le fluide réchauffé, souvent des sels fondus ou de l’huile, vient ensuite chauffer de l’eau et la vapeur obtenue entraîne un turboalternateur.
Le fonctionnement du solaire thermodynamique
Pour en savoir plus sur l’énergie solaire.
Les panneaux solaires thermodynamiques
Un peu d’histoire…
L’énergie thermodynamique est basée sur les réflexions de Sadi Carnot, un physicien français, en 1824. Carnot mit entre autres en lumières les moteurs à vapeur et les machines thermiques. Et depuis, d’autres physiciens ont amélioré leurs recherches ; cela, en combinaison avec l’évolution technologique, a conduit à l’énergie solaire thermodynamique que nous utilisons actuellement.
Des panneaux solaires thermodynamiques
C’est dans les années 1980 que les premiers panneaux solaires sont installés mais ce n’est que plus tard qu’ils vont connaître un réel essor. Ils sont utilisés aux États-Unis dans un premier temps et vont se propager dans le reste du monde, en Espagne, aux Émirats, en Allemagne ou au Maroc. Et maintenant, on compte environ 4,7 GW de capacités installées de solaire thermodynamique dans le monde.
… Et de technologie
La technologie solaire thermodynamique offre une grande capacité énergétique.
Il y a actuellement 4 principales technologies d’énergie solaire thermodynamique, référencées ci-dessous.
Linéaire Fresnel
- Des Miroirs Plats : faciles à produire et moins coûteux
- Le plus : un système de stockage envisageable sur une petite superficie
Le Linéaire Fresnel
Coupole Stirling
- Une coupole parabolique + un moteur Stirling : simplification du système
- Le plus : adaptation à des systèmes énergétiques décentralisés et à faible consommation d’eau
Tour solaire
- Une tour + un récepteur : rayonnement concentré en haut de la tour
- Le plus : fonctionnement à de très hautes températures et une grande capacité de stockage
Le cylindro-parabolique
- Miroirs paraboliques + tubes récepteurs : concentration du rayonnement solaire
- Le plus : technologie modulaire et possibilités de stockage
L’énergie solaire thermodynamique est utilisée de différentes manières allant de l’échelle d’un foyer jusqu’à celle d’un pays.
Cylindro-parabolique
Une utilisation diverse
Les utilisations des panneaux sont nombreuses, et couvrent des besoins de toutes tailles, allant des eaux chaudes sanitaires, et du chauffage de piscines à l’eau chaude de grands volumes.
C’est l’aérosolaire, la nouvelle génération des panneaux de système solaire thermodynamique, combinée à un compresseur, qui produit l’eau chaude sanitaire et permet le chauffage des piscines ou des logements.
Les panneaux solaires à usage domestique sont en format pratique et ne pèse pas plus de 7 kg. L’installation de ces panneaux est facilitée car la dimension d’un panneau est maniable. Par contre, il faudra orienter les panneaux de façon à ce qu’ils soient exposés le plus possible au vent et au soleil.
Mais pour une source d’énergie plus vaste, on parle aussi de centrales solaires thermodynamiques.
Les centrales solaires thermodynamiques
Une centrale solaire thermodynamique est une centrale qui reçoit et qui concentre le rayonnement du Soleil grâce à plusieurs miroirs.
Toujours le même principe : fluide caloporteur chauffé et énergie électrique produite. Le stockage du fluide dans un réservoir permet le prolongement du fonctionnement de la centrale.
La superficie d’une centrale peut atteindre plusieurs milliers de mètres carrés et elle peut être disposée de différentes manières : c’est seulement le mode de concentration du rayonnement solaire qui diffère.
Actuellement, on compte 118 centrales thermodynamiques dans le monde. Elles ont été mises en service dans les années 2000, sauf pour le SEGS et le Nevada Solar One, tous aux Etats-Unis, présents depuis 1984 – 1991.
Une centrale solaire thermodynamique
Ces 118 centrales sont reparties comme suit :
- 82 centrales commerciales
- 24 centrales de recherche et de développement
- 12 centrales de démonstration
D’ici quelques années, plus de la moitié de la production d’électricité mondiale pourra se faire à l’aide de ces centrales solaires thermodynamiques. En effet, sa contribution est estimée à plus de 11% de la production d’électricité mondiale pour l’année 2050.
Une énergie illimitée
L’énergie solaire est par définition une énergie qui est produite par le rayonnement solaire. Elle est donc dépendante du soleil. Mais les panneaux solaires thermodynamiques sont hors norme car ils sont indépendants des aléas climatiques. Ils peuvent capter la radiation du soleil et la chaleur du milieu environnant sous n’importe quel temps. Qu’il neige ou qu’il pleuve à verse, ils arrivent à emmagasiner toute la chaleur grâce à leur revêtement en aluminium anodisé qui garantit une protection contre la corrosion.
Une centrale solaire toujours opérationnelle, qu’il neige, qu’il pleuve ou qu’il vente !
Si vous habitez donc dans une région où le soleil n’est pas toujours présent, les panneaux solaires thermodynamiques sont faits pour vous !
Actualités et projets en cours
L’énergie solaire thermodynamique peut être donc la source d’énergie du futur. A part le fait qu’il fonctionne 24h/24 et 7j/7, les régions à fort ensoleillement peuvent exploiter à fond les fonctionnalités de cette sorte d’énergie. Ces régions se situent principalement en Afrique, en Asie Centrale ou encore en Inde. Et si nous arrivons à couvrir seulement 0,3% de la surface de ces régions, l’ensemble de l’humanité pourra avoir l’électricité dont elle a besoin.
L’énergie solaire thermodynamique est utilisée de nos jours pour produire de l’électricité et de la vapeur pour les industries (allant du blanchissement jusqu’à la stérilisation) ou encore en tant que Booster (appoint solaire). Ce dernier consiste à mettre en parallèle une centaine de fossiles et un champ solaire. Cette solution permet de diminuer les combustibles consommés.
Et pour l’avenir, il y a particulièrement trois programmes envisageables : le PSM (Plan Solaire Méditerranéen), le Medgrid et le Desertec. Ces programmes visent tous à faciliter l’exploitation de l’énergie solaire thermodynamique et ainsi, la production d’électricité dans les régions concernées sera optimale.
Sur le marché mondial, actuellement on recense une capacité solaire thermodynamique de plus de 1500 MW dont 925 en Europe. Et si on compte les projets mondiaux à venir, ce chiffre atteindra les 13 700 MW.
L’énergie solaire thermodynamique a ainsi un avenir prometteur devant elle. Ce sera peut-être elle, la promesse de l’aube…
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