Qu’est-ce qu’une centrale solaire thermique: les types de centrales solaires thermiques et principe de fonctionnement

by Agexis | 15,Jan 2024 | GuideTechnique | 0 comments

Les Etats-Unis ainsi que l’Espagne sont les pays les plus exploitants des centrales solaires thermiques avec une puissance qui vaut 80% du taux mondiale. Dans ce registre, on met à votre disposition ce guide pour vous parler du principe de fonctionnement des centrales solaires thermiques.

Qu’est-ce qu’une centrale solaire thermique

Une centrale solaire thermique est une installation qui utilise l’énergie solaire pour produire de la chaleur. Contrairement aux centrales solaires photovoltaïques qui convertissent directement la lumière du soleil en électricité, les centrales solaires thermiques utilisent des miroirs ou des réflecteurs pour concentrer la chaleur du soleil sur un fluide de transfert thermique.

Le fluide de transfert thermique peut être de l’eau, de l’huile ou un autre liquide spécialisé. Lorsque la lumière du soleil est concentrée sur le fluide, celui-ci se réchauffe et peut atteindre des températures élevées. Cette chaleur est ensuite utilisée pour produire de la vapeur, qui alimente une turbine connectée à un générateur pour produire de l’électricité.

Quels sont les types de centrales solaires thermiques ?

Il existe différents types de centrales solaires thermiques, notamment :

Les centrales à collecteurs cylindriques

connues sous le nom de centrales solaires à collecteurs cylindriques. Elles sont généralement installées sur une superficie très vaste et utilisent des miroirs courbés qui tournent autour d’un axe horizontal pour concentrer la lumière du soleil sur un tube récepteur placé le long de la ligne focale du collecteur. Le fluide qui circule dans celui-ci permet de transporter la chaleur vers la centrale..

Les centrales à tour

elles utilisent la technologie des centrales solaires thermodynamiques concentrées (CSTC) pour produire de l’électricité. Ces centrales peuvent stocker la chaleur absorbée pendant la journée ce qui permet de produire de l’électricité de manière continue. Ces centrales photovoltaïques sont équipées de miroirs appelés héliostats qui suivent le mouvement du soleil et qui concentrent la lumière sur une chaudière située en haut de la tour.

Les centrales à collecteurs paraboliques

comme son nom l’indique, ces centrales sont équipées de miroirs incurvés en forme de paraboles au niveau des quels se trouvent des mini centrales électriques. Ces miroirs permettent de concentrer les rayons solaires sur un tube central. Ce tube contient un fluide caloporteur, généralement de l’huile ou de l’eau, qui est chauffé par l’énergie solaire concentrée. La chaleur du fluide est ensuite utilisée.

Centrales solaires thermiques : Principe de fonctionnement

Les centrales solaires thermiques sont un moyen efficace de produire de l’électricité à partir de l’énergie solaire, en utilisant la chaleur plutôt que la lumière du soleil. Elles offrent un avantage potentiel en termes de stockage d’énergie par rapport aux installations photovoltaïques traditionnelles, qui dépendent uniquement de la lumière du soleil pour produire de l’électricité.

Collecte de l’énergie solaire

les centrales solaires thermiques utilisent des miroirs réfléchissants appelés miroirs paraboliques pour concentrer la lumière solaire sur un point focal. Ces miroirs suivent le mouvement du soleil tout au long de la journée pour maximiser la collecte d’énergie.

Absorption de la chaleur

au point focal des miroirs paraboliques, un récepteur, également appelé collecteur solaire, est positionné. Le collecteur solaire est un tube ou une série de tubes qui contiennent un fluide caloporteur, généralement de l’huile ou de l’eau. Lorsque la lumière solaire concentrée frappe le collecteur solaire, le fluide caloporteur absorbe la chaleur et se réchauffe (de 400 à 1 000 °C).

Transfert de chaleur

le fluide caloporteur chauffé circule à travers le collecteur solaire et transporte la chaleur vers un échangeur de chaleur. Là, la chaleur du fluide est transférée à un autre fluide qui se vaporise, généralement de l’eau, pour produire de la vapeur.

Production d’électricité

la vapeur produite alimente une turbine à vapeur, qui est connectée à un générateur électrique. Lorsque la vapeur fait tourner la turbine, l’alternateur du générateur convertit cette énergie mécanique en électricité.

Condensation et refroidissement

après avoir traversé la turbine, la vapeur est refroidie et condensée en utilisant de l’eau froide. La vapeur condensée retourne ensuite à l’échangeur de chaleur pour être réchauffée à nouveau par le fluide caloporteur dans un cycle continu.

Stockage de chaleur

certains types de centrales solaires thermiques intègrent des systèmes de stockage thermique pour conserver la chaleur excédentaire produite pendant les périodes ensoleillées. Ce stockage permet de continuer à générer de l’électricité lorsque le soleil n’est pas visible, par exemple pendant la nuit ou par temps nuageux.

En 2019, la rentabilité des centrales solaires thermiques dans le monde a témoignée une hausse de 11 % par rapport à l’année 2018.

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