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L'énergie solaire thermique haute température

L'énergie solaire thermique haute température

L'énergie solaire thermique est un moyen de capter la chaleur de l'énergie solaire pour en obtenir. Parmi les différentes techniques permettant de convertir le rayonnement solaire en énergie thermique, nous expliquons dans cette section l'énergie thermique solaire à haute température.

Nous nous référons à l'énergie thermique solaire haute température pour les systèmes solaires qui utilisent des capteurs solaires fonctionnant à des températures supérieures à 500 Celsius degrés. Dans ce type d'installation, une fois le rayonnement solaire transformé en énergie thermique, l'objectif suivant est de transformer cette chaleur en énergie électrique.

Différentes technologies permettent de tirer parti de l'énergie solaire thermique à haute température. Cependant, toutes les solutions reposent sur les mêmes principes:


Les technologies utilisées dans l'énergie solaire thermique à haute température sont:

  • Les capteurs de creux paraboliques.
  • Les tours centrales.
  • Les disques paraboliques.
  • Les récepteurs linéaires de Fresnel.

Capteurs solaires paraboliques

Installation thermique solaire à haute température avec capteurs solaires cylindriques

Les collecteurs d'auges paraboliques concentrent le rayonnement solaire à travers des miroirs paraboliques dans un tuyau absorbant qui passe dans l'axe de la parabole. À l'intérieur de ce tuyau absorbant, un fluide pouvant atteindre des températures pouvant atteindre 450 ° C est chauffé.

En fonction de l'application solaire et de la température à laquelle vous souhaitez atteindre, vous utilisez un type de fluide. Pour une température maximale de 200 Celsius degrés, de l'eau déminéralisée ou de l'éthylène glycol peuvent être utilisés comme fluides de travail et pour des températures supérieures jusqu'à 450 ° C, des huiles synthétiques sont utilisées.

Pour obtenir une performance énergétique optimale, ce type de capteur de concentration doit changer de position pour s'adapter à la position du Soleil en tournant autour de l'axe parallèle à sa ligne focale pour tirer parti des rayons directs du Soleil.

Centrales solaires

Energie solaire thermique à haute température.  Schéma d'une tour centrale.Ce système thermique solaire est basé sur la concentration du rayonnement solaire vers un point d'une tour. Il est également appelé système de réception central.

Les systèmes de tour sont formés par un champ d'héliostats (miroirs mobiles sur 2 axes). Les héliostats captent et concentrent le rayonnement solaire sur un récepteur installé au sommet d'une tour centrale.

Le fonctionnement de ce type de centrale à énergies renouvelables est simple, le récepteur solaire central génère de la vapeur à haute température. La vapeur générée est ensuite utilisée pour déplacer une turbine à vapeur. Grâce à la turbine à vapeur, un travail mécanique est obtenu sous forme d'énergie cinétique (un axe en rotation) qui, grâce à un générateur électrique, sera convertie en énergie électrique.

Energie solaire thermique à haute température.  Tour centrale..

Disques paraboliques

Energie solaire thermique à haute température.  Schéma d'un disque parabolique.Les disques paraboliques sont des systèmes qui concentrent l'énergie solaire en un point situé à proximité du récepteur solaire et d'un moteur Stirling ou d'une microturbine couplés à un alternateur.

Le fluide situé dans le récepteur est chauffé à des températures supérieures à 750 Celsius degrés, obtenant ainsi une certaine énergie calorifique. L' énergie thermique obtenue est utilisée par le moteur Stirling ou la microturbine pour produire de l'électricité.

Un moteur Stirling est un moteur à combustion externe, ce qui signifie que l'énergie peut être apportée par l'énergie solaire concentrée. Un alternateur couplé au moteur Stirling tire parti du mouvement généré par le moteur pour produire de l'énergie électrique. L'électricité générée par cette ressource renouvelable peut être connectée au réseau électrique pour la vente ou, dans la plupart des cas, être utilisée pour la consommation directe.

Cette technologie est encore à l'expérimentation et reste moins rentable que la tour ou les miroirs paraboliques.

Energie solaire thermique à haute température.  Central avec disques paraboliques..

Récepteurs linéaires de Fresnel

Les réflecteurs linéaires de Fresnel sont un système de concentration du rayonnement solaire semblable aux miroirs à creux paraboliques. Dans ce cas, ces capteurs solaires linéaires portent des miroirs plats normaux et simulent la courbure des miroirs à auge paraboliques (plus coûteux) en faisant varier l'angle de chaque rangée avec un seul axe de suivi.

Le principal avantage du système de récepteur linéaire de Fresnel est son installation simple et son faible coût, bien que son efficacité énergétique soit inférieure à celle de la technologie CCP (Parabolic Cylinder Collector).

Energie solaire thermique à haute température.  Récepteurs linéaires de Fresnel..

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Dernier examen: 26 avril 2019