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Qu'est-ce que l'énergie solaire concentrée (CSP)?


L'énergie solaire concentrée, également connue sous le nom d'énergie solaire à concentration, est une technologie qui utilise des réflecteurs spéciaux pour concentrer l'énergie du soleil dans une petite zone appelée récepteur. Le récepteur collecte la chaleur et la stocke sous forme de gaz, de liquide ou même de particules solides. La chaleur générée peut être utilisée directement pour entraîner une turbine à vapeur génératrice d'électricité, ou elle peut être stockée ultérieurement.

Parce que l'énergie solaire concentrée utilise l'énergie thermique du soleil, on l'appelle une source d'énergie solaire thermique. Cela contraste avec son frère solaire plus célèbre, les panneaux solaires, qui génèrent de l'énergie à partir de la lumière du soleil, grâce à un processus appelé solaire photovoltaïque.

Alors que les coûts élevés et les défis techniques ont limité l'adoption de cette technologie, tout semble changer avec l'intérêt croissant. Le ministère de l'Énergie s'efforce d'améliorer et de promouvoir les CSP en tant que source viable d'énergie renouvelable, tandis que les entreprises privées de CSP, soutenues par des personnalités comme Bill Gates, ont récemment connu un certain succès.

Quels sont les différents types d'énergie solaire concentrée ?
Tous les types d'énergie solaire concentrée fonctionnent sur le même principe : utiliser l'énergie solaire thermique concentrée pour produire de l'électricité. Les deux applications les plus courantes de la technologie sont les systèmes à auge parabolique et les tours solaires.

1. Systèmes d'auges paraboliques

Les systèmes CSP à auge parabolique sont un type de système de concentrateur linéaire. Ils tirent leur nom des grands collecteurs en forme d'auge à courbure parabolique utilisés pour concentrer la lumière du soleil sur un tube récepteur linéaire.

Le tube récepteur linéaire est rempli d'un fluide caloporteur qui absorbe l'énergie thermique (chaleur) de la lumière solaire focalisée. La chaleur collectée peut ensuite être utilisée immédiatement pour faire fonctionner un moteur thermique produisant de l'électricité, ou elle peut être stockée pour produire de l'électricité plus tard.

Parmi les nombreux types différents de CSP, les systèmes à auge parabolique sont considérés comme les plus rentables sur une échelle d'utilisation. Il existe déjà plus de 100 usines dans le monde, la plus grande étant le complexe solaire Noor Ouarzazate de 580 mégawatts (MW) au Maroc, illustré ci-dessus.

2. Tour d'énergie solaire

Dans les centrales solaires, une haute tour centrale est entourée de milliers, voire de dizaines de milliers de réflecteurs plats spéciaux appelés héliostats. Les héliostats ajustent leur position avec le mouvement du soleil pour focaliser le rayonnement solaire sur un point focal central, appelé récepteur.

Le récepteur collecte l'énergie thermique dans un support de stockage - généralement du sel fondu ou de l'eau - et la chaleur qui entraîne une turbine pour produire de l'électricité.

En raison de leur conception et de leurs composants uniques, les tours électriques sont connues sous différents noms, notamment les tours solaires, les tours à sel fondu ou les centrales électriques réceptrices.

Les projets utilisant des réservoirs de sel offrent généralement un stockage thermique, ce qui signifie que l'énergie thermique collectée peut être stockée pendant plusieurs heures avant d'entraîner la turbine.

Le système énergétique le plus célèbre est le projet Ivanpah dans le désert de Mojave en Californie. Ivanpah utilise 173 500 héliostats et de l'eau comme matériau absorbant la chaleur. Lors de son ouverture en 2014, il s'agissait de la plus grande centrale CSP au monde, avec une capacité de production d'électricité de 392 MW. Pendant ce temps, la plus grande centrale CSP de stockage au monde est la centrale électrique Solana Solana de 280 MW en Arizona.

En 2020, il y avait 10 usines de ce type, mais plusieurs projets sont actuellement en construction dans le monde. Le National Renewable Energy Laboratory (NREL) du Département américain de l'énergie estime que cette technologie finira par devenir moins chère que les combustibles fossiles.


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