L'énergie solaire

Les centrales solaires
Auteurs : david Wilgenbus(plus d'infos)
Résumé :
Les centrales solaires utilisent le rayonnement solaire pour produire de l'électricité.
Publication : 31 Juillet 2001

Les centrales solaires utilisent le rayonnement solaire pour produire de l'électricité.

Il existe différents types de centrales solaires mais toutes sont basées sur le même principe. Elles concentrent les rayons du soleil pour chauffer à très haute température un liquide particulier non vaporisable. Ce liquide chauffe à son tour l'eau d'une chaudière à vapeur, elle-même reliée à une turbine et à un alternateur pour produire de l'électricité. La vapeur d'eau est alors condensée (retourne à l'état liquide) grâce à une tour de refroidissement.

 

 

L'inconvénient des centrales solaires est qu'elles ne peuvent pas produire d'électricité la nuit. Pour palier à ce problème, on a deux solutions :

  • soit on stocke durant le jour une partie de la chaleur apportée par le fluide non vaporisable dans un accumulateur (cette chaleur sera libérée durant la nuit et exploitée pour produire de l'électricité) ;
  • soit on utilise des carburants fossiles comme le gaz par exemple pour chauffer le liquide non vaporisable. Pour cela, on installe dans la centrale une chaudière à gaz qui prend le relai des miroirs la nuit et qui s'arrête au matin.

Comme il existe différents moyens pour concentrer le rayonnement solaire, on aboutit à différentes centrales. Les plus courantes sont :

Il existe aussi des centrales solaires photovoltaiques qui ne fonctionnent pas du tout comme les centrales précédentes. Ces centrales sont, en fait, des "champs" de panneaux de cellules photovoltaiques (ou photopiles). Comme les photopiles produisent directement de l'électricité , les panneaux sont reliés au réseau électrique sans intermédaire.

Les centrales à gouttières cylindro-paraboliques

Dans ces centrales, le système utilisé pour concenter les rayons du soleil sont des miroirs métalliques en forme de gouttière (sur le schéma, le métal utilisé est de l'aluminium).

 

 

 

Les centrales à tour

Dans ce type de centrale, on utilise de nombreux miroirs qui concentrent les rayons solaires sur une chaudière placée en haut d'une tour comme indiqué sur le shéma suivant.

 

 

Le principe de fonctionnement est identique à celui de la centrale à gouttières paraboliques avec néanmoins un meilleur rendement.

Les systèmes à collecteurs paraboliques

Cette centrale est un assemblage de plusieurs unités autonomes. Chaque unité étant une mini-centrale, elle produit de l'électricité. On en associe plusieurs pour produire plus d'électricité. Chaque miroir parabolique concentre le rayonnement solaire à son foyer du miroir où l'énergie solaire est transformée en énergie électrique.

Voici un shéma récapitulant les différents type de centrale solaire :

Rendement

Les centrales solaires ont un faible rendement, environ 15 %, en comparaison des autres centrales existantes : centrales thermiques, entre 38 et 55% et centrales nucléaires, environ 33%.

Du fait de ce faible rendement, on installe ces centrales dans des zones dites favorables, c'est-à-dire des zones de climat sec avec un ensoleillement fort (supérieur à 1800 kWh/m2) et long (durée supérieure à 3000 heures par an).