Née dans les années 1970, la technologie d’une tour solaire à concentration permet de produire de l’électricité en grande quantité.
La tour solaire à concentration
Cette technologie, délaissée pendant de nombreuses années, suite au contre-choc pétrolier et au choix du tout nucléaire en France. Aujourd’hui, ce type de centrale électrique intéresse à nouveau les industriels, les investisseurs et les compagnies électriques, car elle est source de kilowattheures propres, de production locale, sans risque, et participant à la lutte contre l’effet de serre.
Aspect technologique de la tour solaire
Deux technologies de tours solaires
Une tour solaire est un moyen de produire de l’électricité grâce à l’énergie solaire. Deux techniques bien distinctes existent :
– La tour solaire dite « thermique à concentration » : grâce à plusieurs miroirs, l’énergie solaire chauffe de l’eau à haute température, la transformant en vapeur pour faire tourner des turbines, qui produisent ainsi de l’électricité.
– La tour solaire dite « cheminée » : de l’air, chauffé par un serre gigantesque, monte par tirage thermique dans une immense cheminée. Le courant d’air ainsi créé produit de l’électricité grâce à des turbines située à la base de la tour.
La tour solaire thermique à concentration est la technologie la plus répandue.
Fonctionnement d’une tour solaire thermique à concentration
Une installation de tour solaire thermique (appelée aussi par certains « système solaire thermodynamique ») fonctionne de la manière suivante :
Plusieurs centaines, voire plusieurs milliers de miroirs géants, appelés « héliostats », renvoient le rayonnement solaire vers le haut d’une tour. Ces miroirs suivent le déplacement du soleil et reçoivent ainsi toujours le maximum de soleil.
L’énergie solaire ainsi concentrée peut alors chauffer à haute température des sels fondus (par exemple du sodium ou du nitrate de potassium), situés au sommet de la tour. Ces sels ont la capacité d’emmagasiner une quantité importante d’énergie, ce qui permet d’utiliser cette chaleur sur une durée plus longue.
La haute température des sels permet de transformer de l’eau en vapeur.
La vapeur alors produite actionne une turbine, comme dans une centrale thermique classique.
Schéma de fonctionnement d’une tour solaire
L’Espagne leader européen pour les tours solaires
L’Espagne est le leader européen de la production d’énergie avec des tours solaires avec une puissance installée totale de 2 300 MW, répartie sur une cinquantaine de centrales !
Les mises en service se sont étalées entre 2006 et 2013.
Les technologies utilisées sont diverses :
– des centrales à tour telles que décrites plus haut ;
– des centrales à capteurs paraboliques, qui concentrent le rayonnement en un point donné ;
– des centrales utilisant des réflecteurs à miroirs Fresnel : les miroirs renvoient les rayons du soleil non pas vers une tour, mais vers un tube horizontal situé au dessus des miroirs sur toute la longueur.
Avantages et inconvénients de la tour solaire
Les avantages :
Le stockage : il est possible de stocker la chaleur solaire pour une utilisation à court terme grâce à la capacité thermique des sels.
L’hybridation : une tour solaire peut être hybridée avec une autre source de chaleur (gaz, biomasse,…). C’est-à-dire qu’une énergie d’appoint peut remplacer l’énergie solaire pour la production de vapeur d’eau, quand l’ensoleillement est insuffisant.
Les inconvénients :
Il s’agit d’une installation qui occupe beaucoup d’espace.
Une tour solaire est moins modulable que des capteurs solaires photovoltaïques qui peuvent, par exemple, être installés sur n’importe quel toit bien orienté.
Les coûts sont encore assez importants, mais l’évolution est à la baisse.
France PAC Environnement, leader des énergies renouvelables communique quotidiennement sur sa page Facebook et notamment principalement au sujet des différentes solutions pour l’exploitation de l’énergie solaire
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