L'énergie solaire est largement considérée comme un fleuron des énergies renouvelables en raison de sa croissance constante au cours des dernières décennies. L'énergie solaire concentrée (CSP) est une méthode de production d'énergie qui utilise des miroirs pour réfléchir la lumière du soleil. Le miroir réfléchit, focalise et concentre la lumière naturelle sur une surface précise, la transformant en chaleur. La vapeur produite par cette chaleur actionne ensuite une turbine pour produire de l'électricité.

Les centrales solaires thermodynamiques (CSP) peuvent stocker l'énergie thermique , qui peut ensuite être utilisée pour produire de l'électricité en fonction des besoins. Les États-Unis comptent actuellement environ 1 815 mégawatts de centrales CSP en exploitation.

Source : Jensen <istock>

Comment fonctionne l’énergie solaire concentrée ?

La technologie de l’énergie solaire concentrée utilise quatre approches technologiques alternatives :

i) À travers les systèmes

ii) Tour de puissance

iii) Système de Fresnel

iv) Systèmes de paraboles

i) Systèmes d'auge

Le système énergétique utilise de vastes réflecteurs en forme de lettre U, qui comportent des tuyaux remplis d'huile qui descendent en leur centre ou point focal. Ces surfaces réfléchissantes sont orientées vers le soleil et concentrent la lumière du soleil sur les tuyaux, provoquant un réchauffement de l'huile à l'intérieur jusqu'à des températures pouvant atteindre 750 degrés Fahrenheit. L'huile chauffée est ensuite utilisée pour faire bouillir de l'eau, générant ainsi de la vapeur qui alimente les turbines et les générateurs conventionnels.

ii) Systèmes de tours électriques

Les systèmes de tour de puissance ou de récepteur central utilisent des héliostats, qui sont des miroirs de suivi du soleil, pour concentrer la lumière du soleil sur un récepteur situé au sommet d'une tour. Le fluide caloporteur, qui est chauffé à une température d'environ 600 ºC, est utilisé pour produire de la vapeur, et cette vapeur est ensuite utilisée dans un turbogénérateur conventionnel pour produire de l'électricité.

iii) Systèmes Fresnel

Une multitude de collectionneurs sont disposés en rangées. Les miroirs sont placés horizontalement sur le sol et redirigent la lumière du soleil vers le tuyau récepteur situé au-dessus. La technologie Fresnel suit les mêmes principes que les systèmes à auge et à tour, avec l'avantage supplémentaire d'inclure le stockage dans un bloc électrique ou de produire directement de la vapeur.

iv) Systèmes de paraboles

Un réflecteur parabolique concentre l'énergie solaire vers un récepteur fixé sur une structure équipée d'un système de suivi solaire. La chaleur ainsi captée est ensuite utilisée par un moteur thermique. Grâce à sa capacité à atteindre des températures extrêmement élevées, ce système est particulièrement adapté aux réacteurs solaires.

Avantages de l’énergie solaire concentrée

• La technologie de l'énergie solaire concentrée (CSP) offre des mises en œuvre et des opérations simples.
• De plus, il sert de source d’énergie complémentaire aux autres sources.
• La technologie CSP fournit une source d’électricité ininterrompue, car elle génère de l’électricité jour et nuit.
• De plus, il convertit l’énergie solaire en une forme d’énergie transportable.

Inconvénients de l’énergie solaire concentrée

• L'énergie géothermique dépend fortement de localisations spécifiques et de la disponibilité de vastes zones terrestres.
• De plus, il existe des inconvénients écologiques potentiels importants dont il faut tenir compte. Le coût des matériaux de stockage thermique est un autre facteur à prendre en compte.
• De plus, il se peut qu’il y ait un manque d’attention de la part des chercheurs et des investisseurs dans ce domaine.

En conclusion, l’énergie solaire concentrée représente une technologie prometteuse et durable qui exploite l’énergie solaire grâce à un processus de concentration unique. Grâce aux progrès technologiques et à une adoption accrue, CPS a le potentiel de jouer un rôle important dans notre transition vers un avenir énergétique plus durable et renouvelable, en réduisant la dépendance aux combustibles fossiles.

À lire également : Comment fonctionne une lampe solaire ?