L'énergie solaire à concentration est une énergie renouvelable qui pourrait éviter que près de 20 milliards de tonnes de dioxyde de carbone ne soient rejetées dans l'atmosphère au cours des 30 prochaines années.
L'énergie solaire thermique peut être utilisée à trois fins;
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En utilisant un système de stockage thermique, l'énergie thermique est stockée lorsque cela est nécessaire. La capacité de stockage est variable mais il est utilisé sûrtot dans des instalations petites.
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Les moteurs Stirling peuvent également exploiter ce type d'énergie. Un disque Stirling est un disque parabolique que concentrent les rayons soleil en un point. Les moteurs Stirling sont utilisés pour obtenir un travail mécanique à partir d'une source de chaleur.
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Les centrales solaires thermiques utilisent l'énergie solaire à concentration pour produire de l'électricité. Les four solaires sont des centrales solaires thermodynamiques avec la capacité de concentrer les rayons solaires pour la production d’électricité.
L’énergie solaire à concentration dirige généralement les rayons du soleil dans une collection de fluide caloporteur, généralement de l'eau. Lorsque l'eau se réchauffe, elle se dilate et finit par bouillir. Cette vapeur fait tourner une turbine à vapeur pour produire de l’électricité.
Une centrals solaire thermique à concentration est une centrale thermique dont la source d'énergie est le soleil au lieu du charbon ou du gaz naturel.
Ce type d'appareil pour transformer l'énergie thermique en électricité est un moteur thermique.
Selon les prospectifs de l’Agence internationale de l'énergie (AIE), l’énergie solaire thermodynamique à concentration jouera un rôle important dans la production électrique mondiale à l’horizon 2050.
Continuez à lire pour savoir comment concentrer l'énergie solaire et pourquoi elle est utile.
7 faits sur l'énergie solaire à concentration
Voici 7 faits intéressants sur l'énergie solaire à concentration.
1. L'énergie solaire provient de la fusion nucléaire
L’énergie solaire viens du Soleil et l’énergie du Soleil viens des reactions nucléaires de fusion.
Lorsque les atomes sont à des températures et des pressions très élevées, comme ils le sont au soleil, ils se déplacent très rapidement et se heurtent tout le temps. Lorsque deux protons entrent en collision, ils se combinent pour former un noyau de deutérium, qui est un proton et un neutron.
Le deutérium se combine avec un autre proton pour former un noyau de tritium, qui contient deux protons et un neutron. Deux noyaux de tritium se combinent alors pour produire un noyau d'hélium et deux autres protons.
Parce que cela produit deux protons de plus, ils contribuent ensuite à davantage d'interactions, entraînant une réaction en chaîne.
Ce processus est appelé fusion nucléaire et libère une grande quantité d'énergie que le soleil libère ensuite sous forme de lumière solaire. Nous pouvons alors collecter la lumière ici sur Terre pour l'utiliser pour notre propre énergie.
2. L'énergie solaire à concentration empêche le changement climatique
Le dioxyde de carbone est le résultat de la combustion de combustibles fossiles sur lesquels nous comptons pour produire la majeure partie de notre électricité. Mais c'est aussi un gaz à effet de serre qui contribue vraisemblablement au changement climatique mondial .
Normalement, la Terre réfléchit une partie de la chaleur du soleil, la renvoyant dans l'espace, mais une accumulation de gaz à effet de serre la piège dans notre atmosphère. Les océans séquestrent du dioxyde de carbone et les plantes en absorbent pendant la photosynthèse.
Cependant, un effet de serre incontrôlable pourrait être dévastateur pour notre planète. Une façon de réduire la quantité de gaz à effet de serre libérée est de passer à une source d'énergie renouvelable comme les centrales thermiques solaires.
3. Systèmes d'auge
L'un des types de plantes CSP les plus couramment utilisés aujourd'hui est le creux parabolique. Ceux-ci utilisent des miroirs en forme de parabole pour diriger la lumière reçue dans un creux d'eau, qui se réchauffe et produit de l'énergie.
Un autre type courant de système est le système linéaire de Fresnel. Ce type est nommé d'après la lentille de Fresnel en raison de leurs principes de fonctionnement similaires. Ils utilisent de nombreux petits miroirs à différents angles pour simuler un très grand miroir.
L'un des avantages des miroirs de Fresnel est qu'ils peuvent suivre l'emplacement du soleil dans le ciel et se déplacer pour maximiser la quantité de lumière qu'ils collectent.
4. Capteurs paraboliques et centrales à tour
Un autre type de centrale solaire à concentration sont les capteurs paraboliques. Ces systèmes ressemblent à des antennes paraboliques, mais ils sont constitués de miroirs. En raison de leur forme parabolique, ils concentrent la lumière du soleil en un point particulier, ce qui produit de l’électricité.
Le dernier type de système CSP est la tour solaire. Ceux-ci utilisent de grands réseaux de miroirs au sol qui pointent tous vers le sommet d'une tour électrique. Lorsque le rayonnement solaire atteint la tour, un fluide à l'intérieur se réchauffe et génère de l'énergie pour le système à l'aide d'une turbine à vapeur.
5. L’énergie solaire à concentration a besoin de beaucoup de lumière
Contrairement aux panneaux solaires conventionnels, que vous pouvez utiliser pour les maisons individuelles et les entreprises, l'énergie solaire à concentration doit être une opération plus importante. Il a besoin de beaucoup d'espace pour collecter suffisamment de lumière du soleil pour chauffer l'eau qu'il utilise.
En plus d'une surface relativement grande, il a également besoin de beaucoup de soleil. Même si le photovoltaïque peut être utilisé dans presque n'importe quelle partie des États-Unis, les systèmes d'énergie solaire à concentration sont plus limités par les endroits où ils peuvent fonctionner.
Parce qu'ils ont besoin de beaucoup de lumière, ils sont limités aux zones où le soleil brille presque toujours. Cela signifie que même dans les régions plus chaudes comme le sud, elles peuvent ne pas être pratiques en raison de la couverture nuageuse.
Ils sont plus utiles dans les régions désertiques sèches où la lumière continue du soleil est la plus élevée.
6. Avantages de l’énergie solaire à concentration
Il peut y avoir de nombreux avantages de l'énergie solaire à concentration en fonction de votre situation particulière.
Bien que les systèmes d'énergie solaire à concentration aient tendance à nécessiter plus d'espace que les panneaux solaires conventionnels, ils présentent certains avantages importants. Un avantage est la capacité de stocker de l'énergie.
L'électricité est très difficile à stocker, mais comme l'énergie solaire à concentration génère de la chaleur avant de produire de l'électricité, la chaleur peut être stockée pour une utilisation ultérieure. De cette manière, ces systèmes peuvent continuer à produire de l'électricité même la nuit.
7. L'énergie solaire à concentration est similaire au photovoltaïque
Normalement, l'énergie solaire est récoltée avec des cellules photovoltaïques. Ceux-ci convertissent la lumière du soleil en électricité que nous pouvons utiliser avec des morceaux de silicium dopés au bore et au phosphore.
Les différentes couches de silicium dopées avec différents éléments signifient qu'un côté a une charge positive nette tandis que l'autre a une charge négative nette. Ces charges opposées produisent un champ électrique qui guide les électrons en un seul endroit.
Lorsque la lumière du soleil frappe le silicium, elle élimine les électrons, qui s'écoulent ensuite vers une extrémité de la cellule à cause du champ électrique. Ils deviennent alors l'électricité que nous utilisons.
