Les tours solaires ou centrales à concentration

Réfléchis par les miroirs, les rayons du soleil sont concentrés au
sommet de la tour - crédit : Solucar

D’une superficie pouvant atteindre plusieurs centaines de milliers de mètres carrés, les centrales solaires à tour sont une filière du Solaire thermodynamique.

L’énergie rayonnée par le soleil est transformée en chaleur à température élevée, puis en énergie mécanique (et électrique) à travers un cycle thermodynamique.

Principe de fonctionnement d'une tour solaire à concentration

Plusieurs centaines ou milliers de miroirs sont positionnés autour d’une tour.
On appelle ces miroirs « héliostats » (en grec : qui fixe le soleil).
Situés au sol, ces héliostats sont orientables. Les rayons du soleil sont ainsi en permanence réfléchis en direction d’un point unique au sommet de la tour. Le rayonnement solaire est directement concentré sur un absorbeur qui transforme le rayonnement en chaleur à haute température.

Généralement, un fluide caloporteur (des sels fondus) circule au sommet de la tour. Chauffé par les rayons, celui-ci transfère son énergie à un circuit d’eau. La vapeur alors produite actionne une turbine qui produit de l’électricité.

On caractérise la performance du système par le chiffre de sa « concentration » qui est le rapport de la surface de collecte sur la surface du capteur.

Avantages :: Source d’énergie inépuisable et gratuite; Pas d’émission polluante
Inconvénients :: Nécessite un fort ensoleillement; Surface au sol importante

Réalisations industrielles, projets et prototypes

PS10 première centrale solaire à concentration destinée à l’exploitation commerciale en Europe (Espagne)

Tour solaire à concentration commerciale

PS10, première centrale solaire à concentration destinée à
l’exploitation commerciale - crédit : Solucar

Le projet "PS10" permet de produire de l’électricité au moyen de 624 miroirs mobiles (héliostats) de 120 m2 chacun, qui concentrent le rayonnement solaire au sommet d’une tour de 115 m de hauteur dans laquelle se trouvent le capteur solaire et la turbine à vapeur.

Située à 25 km à l’ouest de Séville, la centrale solaire PS10 a été construite par la société Solucar, filliale Abengoa. Le coût total de l’investissement est de 35 millions d’euros, dont 5 millions financés par le cinquième programme-cadre de l’Union européenne pour la recherche et le développement technologique, qui récompense là une approche résolument innovante.

La réalisation du projet s’est déroulée sur 54 mois, du 1er juillet 2001 au 31 décembre 2005. PS10 est la première d’une série de centrales de production d’électricité solaire qui seront construites dans la même zone et totaliseront une capacité de plus de 300 MW d’ici à 2013.

Puissance de 20MW.
Production de 50,6 GWh/an, de quoi alimenter 12.000 foyers espagnoles en électricité.

Investissement total de 35 millions d’euros

La centrale Thémis, le prototype français des années 1980 (France)

La centrale solaire à tour Thémis projet Pégase

La centrale solaire à tour Thémis - crédit : Themis pv

Abandonnée pour cause de pétrole pas cher dans les années quatre-vingt, la centrale Thémis a repris du service en 2007 grâce au projet Pégase.

Situé à Targasonne dans les Pyrénées-Orientales à quelques kilomètres du célèbre four solaire d’Odeillo, la centrale solaire Thémis qui fait partie du projet Pégase (Production d’électricité par turbine à gaz et énergie solaire), piloté par le laboratoire Promes (Procédés, matériaux et énergie solaire) du CNRS à Odeillo ouvre de nouvelles perspectives au solaire thermique en France.

Pour plus d’informations sur la remise en fonction de la centrale et son principe de fonctionnement,
lire l’article : La centrale solaire Thémis reprend du service

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