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Les tours solaires Deux approches pour utiliser l’énergie du soleil Énergies renouvelables, ENSTA ParisTech 05.01.2011 Pablo González Gascón y Marín Guillermo Gómez Fontecha Ole Geisen

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Les tours solaires 

 Les tours solaires Deux approches pour utiliser l’énergie du soleil     

 

 

Énergies renouvelables, ENSTA ParisTech 

05.01.2011      Pablo González Gascón y Marín Guillermo Gómez Fontecha Ole Geisen 

   

Les tours solaires 

1  

Index 

Index des figures ................................................................................................................................. 2 

Index des tableaux ............................................................................................................................... 2 

1   Introduction ..................................................................................................................................... 3 

2   La cheminée solaire ......................................................................................................................... 4 

2.1 Le principe ..................................................................................................................................... 4 

2.2 Le dimensionnement ..................................................................................................................... 5 

2.3 Les projets ..................................................................................................................................... 6 

Le prototype de Manzanares .......................................................................................................... 6 

Le projet de Borunga ....................................................................................................................... 7 

2.4 Conclusion ..................................................................................................................................... 8 

3   La tour solaire thermique ................................................................................................................ 8 

3.1 Le principe ..................................................................................................................................... 8 

Les conditions de faisabilité ............................................................................................................ 9 

3.2 Les composants ............................................................................................................................. 9 

Le Champ d’héliostats ..................................................................................................................... 9 

Le récepteur .................................................................................................................................. 10 

La tour ........................................................................................................................................... 10 

Système d’accumulation de vapeur .............................................................................................. 11 

Turbine à vapeur : ......................................................................................................................... 11 

Système de refroidissement : ........................................................................................................ 11 

Systèmes auxiliaires ...................................................................................................................... 11 

3.3 Les projets ................................................................................................................................... 12 

Economie /Coûts : ......................................................................................................................... 12 

Vente de l’Énergie ......................................................................................................................... 12 

De la PS10 à la PS20....................................................................................................................... 13 

Impact sur l’environnement : ........................................................................................................ 13 

Idée d’opération ............................................................................................................................ 13 

Délais de construction ................................................................................................................... 13 

Avantages ...................................................................................................................................... 14 

3.4 L’Avenir ........................................................................................................................................ 14 

3.4 Conclusion ................................................................................................................................... 15 

4   Comparaison ................................................................................................................................. 15 

5    Sources .......................................................................................................................................... 16 

 

Les tours solaires 

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Index des figures 

 Fig. 1: Principe d'une cheminée solaire ................................................................................................... 4 Fig. 2: Stockage de chaleur (SBP) ............................................................................................................ 4 Fig. 3: Résultats d'une simulation réalisée par SBP pour une centrale de 200 MW, située loin de l'équateur ................................................................................................................................................ 5 Fig. 4: Le prototype de Manzanares (www.structurae.de) ..................................................................... 6 Fig. 5: La cheminée d'EnviroMission........................................................................................................ 7 Fig. 6: Principe d'une tour solaire thermique .......................................................................................... 8 Fig. 7: Le champ d'héliostats ................................................................................................................... 9 Fig. 8: La tour avec le récepteur ............................................................................................................ 10 Fig. 9: Stockage de la vapeur ................................................................................................................. 11 Fig. 10: Système de refroidissement ..................................................................................................... 11 Fig. 11: Système de nettoyage des miroirs ........................................................................................... 11 Fig. 12: Construction de la PS20 ............................................................................................................ 14 Fig. 13: Schéma du projet Solugas ......................................................................................................... 15 

  

 

Index des tableaux 

 

Tableau 1: Données des tours solaires, selon Schlaich Bergemann und Partner ................................... 6 Tableau 2: Données du prototype de Manzanares ................................................................................. 7 Tableau 3: Données du projet de Borunga ............................................................................................. 7 Tableau 4: Caractéristiques du projet PS10 .......................................................................................... 12 Tableau 5: Comparaison des technologies ............................................................................................ 15 

   

Les tours solaires 

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1  Introduction  

La plus grande partie de l’électricité consommée dans le monde aujourd’hui est produite à partir de ressources  fossiles.  Or,  beaucoup  d’estimations  indiquent  qu’à  la  consommation  actuelle,  les réserves de pétrole, de gaz naturel et de charbon vont  s’épuiser dans  le  siècle à venir.  Il est donc temps de trouver d’autres moyens de produire de l’électricité. 

 

De  plus,  brûler  des  ressources  fossiles  pour  produire  de  l’énergie  a  un  impact  considérable  sur l’environnement. Le réchauffement climatique (de 2 à 5 °C jusqu’en 2100, fig. 2) et l’épuisement des ressources fossiles sont des réalités qui doivent être prises en compte  lors de  la production d’électricité du  futur.  Il  faut  donc  développer  des  moyens d’exploiter les énergies renouvelables. 

De  loin  la plus  grande partie de  l’énergie  terrestre provient  du  soleil  (99,9%).  Il  rayonne  une  énergie d’environ 5,6x1024 J par an sur la terre.  

Ce projet va présenter deux manières innovantes de capturer  l’énergie  thermique  du  soleil  pour  la transformer en électricité. Elles ont une architecture similaire mais reposent sur des principes différents.    

Fig. 1:   Réserves en énergie fossile, d'après BP Statistical Review of World            Energy 2010 (www.agorafox.fr) 

Fig. 2: Le changement climatique (www.wikipedia.fr)

Les tours solaires 

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2  La cheminée solaire 

 

Personne contactée:  Gerhard Weinrebe, Schlaich Bergemann und Partner (SBP), Stuttgart,        Allemagne 

2.1 Le principe 

Les  cheminées  solaires  sont  des  centrales  électriques  qui  utilisent  la  force  d’un  courant  d’air ascendant.  L’air  est  chauffé  par  effet  de  serre  dans  un  collecteur  exposé  au  soleil.  Sa  masse volumique  baisse  et  l’air  est  accéléré  et  amené  vers  le milieu  du  collecteur,  où  il monte  dans  la cheminée en passant par des  turbines  (fig. 1). Celles‐ci  transforment    l’énergie de  l’écoulement en énergie mécanique et actionnent des générateurs pour produire de l’électricité. 

Le  principe  de  la  cheminée  solaire  a  été  développé  par  l’espagnol  Isidoro  Cabanyes  en  1903. L’allemand  Jörg  Schlaich  a  développé  et  construit  la  première  et  unique  centrale  de  ce  genre  à Manzanares, en Espagne. 

Le rayonnement du soleil chauffe l’air et le sol sous le toit vitré. Pour augmenter l’inertie thermique de  la  centrale,  il  est  possible d’installer  au  sol  des  tuyaux  remplis d’eau (fig 2). Ceci permet de produire de  l’électricité  aussi  pendant  la  nuit (fig. 3).  

Fig. 1: Principe d'une cheminée solaire 

Fig. 2: Stockage de chaleur (SBP)

Les tours solaires 

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2.2 Le dimensionnement 

Les formules utilisées ci‐contre reposent sur des calculs et des essais réalisés par SBP. 

La puissance d’une tour solaire peut être exprimée en fonction de l’énergie solaire et des rendements du collecteur, de la cheminée et des turbines: 

 

L’énergie solaire Qsolaire apportée au système se calcule par le rayonnement solaire par m2 sur une surface horizontale Rhor et la surface totale du collecteur Acoll: 

 

La tour transforme l’énergie thermique gagnée par le collecteur en énergie mécanique. 

La colonne d’air dans la tour est plus légère que l’air extérieur. Une différence de pression entre l’entrée de la tour et la sortie est ainsi créée: 

 

  g  Gravitation 

  H  Hauteur de la cheminée 

  ρe  Masse volumique de l’air extérieur 

  ρi  Masse volumique de l’air à l’intérieur de la tour 

Fig. 3: Résultats d'une simulation réalisée par SBP pour une centrale de 200 MW, située loin de l'équateur

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Ainsi la difference de pression Δp dépend de la hauteur de la tour de façon linéaire. La puissance de l’écoulement est exprimée en fonction de la difference de pression Δp, de la vitesse moyenne de l’air dans la cheminée vchem et de l’aire de la cheminée Achem:  

é  

La vitesse maximale de l’air se calcule en fonction de la différence de température ∆T = T1 ‐ T0  et de la hauteur de la cheminée : 

2∆  

La gravité g et la chaleur spécifique de l’air cp sont des facteurs du rendement de la cheminée : 

 

Ceci montre une particularité des tours solaires : Le rendement de la cheminée ne dépend que de sa hauteur. Toute solution économique doit donc disposer d’une tour d’une hauteur importante. La relation entre la puissance fournie et la taille de la centrale est montré dans le tableau 1. 

Tableau 1: Données des tours solaires, selon Schlaich Bergemann und Partner 

Puissance nominale  MW  5  30  100  200 Hauteur de la tour  m  550  750  1000  1000 Diamètre de la tour  m  45  70  110  120 Diamètre du collecteur  m  1250  2950  4300  7000 Électricité produiteA  GWh/a  14  87  320  680 Prix de productionB  €/kWh  0,28  0,16  0,11  0,08 A Sur un site avec un rayonnement solaire de 2300 kWh/(m2a) B Amortissement linéaire sur 20 ans, avec un taux d’intérêt de 6 % 

2.3 Les projets 

Le prototype de Manzanares 

La  tour  solaire  construite  en  1982  à  Manzanares,  en Espagne,  sous  la  direction  de  l’ingénieur  allemand  Jörg Schlaich,  est  jusqu’à  présent  le  seul  projet  réalisé.  Elle restait en service jusqu’en 1989. Sa cheminée consistait en tubes de  tôle d’une épaisseur de 1,25 mm,  rigidifiés  tous les 4 m par des poutres en treillis. Elle était tenue par des câbles  en  acier.  Le  prototype  a  démontré  la  viabilité technologique  du  projet.  Il  était  utilisé  à  des  fins  de recherche et ne parvenait pas à produire de  l’électricité à un prix compétitif. Il a produit pendant 8,8 heures par jour en moyenne. 

   

Fig. 4: Le prototype de Manzanares (www.structurae.de) 

Les tours solaires 

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Tableau 2: Données du prototype de Manzanares 

Hauteur de la tour  194,6 m Diamètre de la tour  10,16 m Diamètre du collecteur  244 m Hauteur moyenne du toit  1,85 m Différence de température dans le collecteur ∆T 

20 °C 

Puissance électrique nominale  50 kW Surface du collecteur  en membrane plastique 

40 000 m2 

Surface du collecteur en verre  6 000 m2

 

 

Le projet de Borunga 

Le projet le plus ambitieux aujourd’hui est celui de Borunga, en Australie. Il est développé par la société EnviroMission en collaboration avec le bureau d’ingénierie civile allemand SBP (Schlaich Bergemann und Partner). La centrale aura une tour de 1000 m de hauteur en béton armé et un diamètre du collecteur de 7000 m. Elle devrait fournir 200 MW de puissance électrique. Les coûts d’investissements sont estimés à 400 millions d’euros, ce qui correspond à environ 2 euros par Watt installé.  

Comme l’électricité produite par la tour solaire est estimé quatre fois plus chère que celle d’une centrale thermique au charbon, les développeurs d’EnviroMission comptent sur les revenus du tourisme, attiré par la plus haute structure du monde, pour rendre l’énergie produite compétitive. 

Tableau 3: Données du projet de Borunga 

Hauteur de la tour  1000 m Diamètre de la tour  120 m Diamètre du collecteur  7000 m Hauteur moyenne du toit  1,85 m Température de l’air chauffé  70°C Puissance électrique nominale  200 MW Puissance nominale des 32 turbines 

6,25 MW 

Prix de production de l’électricité  0,08 €/kWhPrix d’investissement  2 €/W 

Il semble à présent peu probable que le Projet de Borunga se réalise. La valeur marchande de l’action de l’entreprise à l’Australian Securities Exchange (ASX) est 0,05$ depuis plus d’un an, selon le site officiel d‘EnviroMission. Les personnes contactées n’ont pas répondu à nos mails, les travaux, prévus pour 2010, n’ont pas commencés et l’entreprise est apparemment toujours à la recherche d’investisseurs. 

Fig. 5: La cheminée d'EnviroMission

Les tours solaires 

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2.4 Conclusion 

Bien que les cheminées solaires partent d’un principe très simple et reposent sur des technologies bien maîtrisées (serre, turbines, cheminée), la taille d’un projet économiquement intéressant est énorme, ce qui présente des risques considérables pour les investisseurs. Car la tour d’1 km de hauteur serait la structure autoportante la plus haute jamais construite (la plus haute cheminée du monde mesure 419,7 m). Sans la construction d’une centrale de taille moyenne de quelques mégawatts, qui pourrait rassurer les investisseurs, le financement d’un grand projet comme celui de Borunga semble impossible. 

 

3  La tour solaire thermique  

Personnes contactées : Rodolfo Prados       Carlos Aresti Visite du site d’Abengoa Solar à Sanluca la Mayor, Espagne 

3.1 Le principe 

Une tour solaire thermique est une centrale électrique qui concentre le rayonnement du soleil à l’aide de miroirs réglables, pour ainsi chauffer de l’eau qui se vaporise. La vapeur d’eau va ensuite actionner une turbine.  

Fig. 6: Principe d'une tour solaire thermique 

Les tours solaires 

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Les conditions de faisabilité 

• Une irradiation solaire minimale (2000 kW/(m2a)) 

• Une surface plane pour éviter les ombres 

• Accès facile au réseau électrique  

 

3.2 Les composants 

Le Champ d’héliostats 

Les héliostats permettent de capturer  la radiation solaire et de  la diriger vers  le récepteur.  Ils sont orientés  vers  la  tour  selon  sa distance et  la position dans  le  champ d’héliostats pour optimiser  la concentration de  la  radiation solaire. Le mouvement des héliostats est automatisé et  il dépend du calendrier solaire. De cette manière les héliostats restent toujours orientés vers le récepteur qui est situé dans  le haut de  la tour.  Il y a une machine pour déplacer  les miroirs qui a une capacité de 60 miroirs par  jour. Comme  ils doivent  s’orienter  très  souvent on peut utiliser  seulement  le 80% des héliostats pour générer la puissance nominale (Donc, l’autre 20% peut être en lavage ou en révision). Chaque héliostat a un miroir courbé avec une surface de 121 m² qui est placé sur une structure en acier. Ils sont construits  en acier et verre donc ils sont 100% recyclables. 

   

Fig. 7: Le champ d'héliostats 

Les tours solaires 

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Fig. 8: La tour avec le récepteur

A Séville il y a du soleil pendant 2100 heures par an avec une irradiation de 2120 kWh/(m2a) (Dans le désert d’Atacama il y a 4200  heures /an et dans le Sahara il y a 3600 heures/an). On peut travailler 300 jours/an à pleine puissance, 60 jours par an à plus basse puissance (30% environ) et 5 jours/an à puissance nulle. 

S’il  pleut  trop  fortement,  ou  s’il  grêle  (c’est  très  rare)  les miroirs  se  positionnent  en  vertical.  Par contre, si le vent est trop fort, les miroirs se positionnent en horizontal. 

Le récepteur  

Il est placé dans  le haut de  la  tour et  il  transmet  la chaleur provenant du champ d’héliostats à un fluide  de  travail (normalement  eau  ou  sels  fondus).  En  fait,  le  récepteur  fonctionne  comme  une chaudière  qui génère la vapeur d’eau directement  à 250 °C et 40 bars. Cette vapeur fait tourner la turbine.  Pendant  l’opération  à  pleine  puissance  le  récepteur  reçoit    55 MWt  d’irradiation  solaire (PS10).  Il est  constitué de quatre panneaux verticaux 12x5,4 m² qui  forment un  cylindre avec une surface d’échange de chaleur 260 m² 

 

 

La tour 

Elle a 100 m de haut  pour éviter les ombres et les blocages. Elle est construite en béton. Là‐haut est placé le récepteur qui est isolé thermiquement pour protéger la structure de la tour car il atteint de très hautes  températures. Au bout de  la  tour est placé  le système de balisage avec    trois  lumières clignotantes.    A  l'intérieur  de  la  tour  sont  situées  les  tuyauteries.  Pour monter  la  vapeur  de  la branche froide il faut une pompe.   

Les tours solaires 

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Système d’accumulation de vapeur 

Cette  tour  est  conçue  pour  produire  un  excès d’énergie  pendant  les  heures  avec  un maximum d’irradiation  solaire  (au  matin).  Une  part  de  la vapeur se dévie vers un réservoir où se stocke à 40 bars  et  300°C.  Il  y  a  aussi  des  réservoirs  de  sels fondus qui se stockent à 300°C et 400°C. Avec une combinaison  des    réservoirs  de  la  vapeur  et  des réservoirs de sels fondus  ils peuvent faire tourner la  turbine  pendant  6‐7  heures  dans  la  nuit  ou apporter une part de l’énergie pendant les heures avec  un  minimum  d’irradiation  solaire  (nuages 

aussi)  ou  pendant  opérations  stratégiques spéciales. 

Turbine à vapeur : 

La turbine est placée dans le rez‐de‐chaussée et elle a une puissance de 11 MW (PS10). La radiation solaire qui arrive au récepteur est  55 MW donc le rendement de la centrale est 20% environ. 

Système de refroidissement :  

On utilise une tour de refroidissement pour refroidir la vapeur qui sort de la turbine. Il est un cycle de refroidissement fermé. 

 

 

Systèmes auxiliaires  

La chaudière auxiliaire aide à maintenir stable  le système d’accumulation. Elle s’utilise aussi pour  le démarrage et l’arrêt de la centrale. Cette chaudière peut brûler le 12‐15% de gaz naturel à cause de la loi actuelle. 

La  station  de  traitement  d’eau  industrielle déminéralise  l’eau nécessaire pour  le  cycle de puissance  de  la  centrale.  Cette  eau  s’utilise aussi  pour  nettoyer  les  héliostats  pendant  la période de lavage ou révision. 

Le  système  de  contrôle  est  celui  qui  permet déplacer  les  héliostats  selon  la  position  du soleil.  Est  constitué  par  1281  régulateurs  qui sont  interconnectés  avec  60.000  Km  de  fibre optique. Le but des régulateurs est de s’orienter de  la  façon  le plus précise possible.  Il  y  a une salle de contrôle où on supervise le fonctionnement de la centrale. 

 

Fig. 10: Système de refroidissement 

Fig. 9: Stockage de la vapeur

Fig. 11: Système de nettoyage des miroirs 

Les tours solaires 

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3.3 Les projets 

La société Abengoa a construit deux tours solaires thermiques, la PS 10 avec une puissance de 11kMW et la PS20 avec une puissance de 22 MW. 

 

Tableau 4: Caractéristiques du projet PS10 

Endroit  Sanlúcar M. (Sevilla), Lat 37.4º, Long 6.23º Puissance nominale  11.2 MW Hauteur de la tour  100.5 m Technologie du récepteur   Vapeur Saturée  Géométrie du récepteur  Cavité 180º, 4 Panneaux 5,40m x 12,00m Héliostats (miroirs)  624 Surface : 121m2  Technologie de Stockage   Eau/Vapeur Capacité de stockage  20MWh, 50min  Cycle de vapeur  40bar 250ºC, 2Pressions Génération électrique   6,3KV, 50Hz ‐> 66kV, 50Hz Surface  55 Hectares  Production annuelle d’électricité   23.0 GWh  

Economie /Coûts : 

PS 10 

Le  coût d’investissement  total est de 35 millions d’euros. Dû  à  ses  caractéristiques  innovantes,  le projet a reçu de diverses subventions : 

La Commission Européenne a donné 5 million via DG TREN  (Directorate General  for Transport and Energy). Le  gouvernement  régional  (« Consejería de  Innovación, Ciencia  y  Empresa »)  a donné 1.2 millions d’euros.  

Pour l’amortissement total de la tour, c’est nécessaire que le prix de l’énergie soit de 0.18€/Kwh. 

Finalement, Abengoa Solar a prévu un temps d’amortissement de 7ans.   

PS 20  

L’investissement  de  la  PS20  a  été  fait  par  un  syndicat  de  différentes  banques :  « Caja Madrid », « Natixis »,  « le  Banque  Européenne  d’Investissements »  et  « la  Caisse  des  Économies  de  la Méditerranée ». Le coût d’investissement est confidentiel.   

Vente de l’Énergie 

Abengoa  vend  de  l’Énergie  a  l’entreprise  Endesa.  Pour  le  faire,  ils  doivent  annoncer  la  quantité exacte et  le régime auquel  ils vont produire cette énergie. S’ils produisent plus ou moins que cette annonce,  ils doivent payer une pénalité. C’est pour ça qu’Ils ont une station météo pour estimer  le 

Les tours solaires 

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rayonnement.  Ils  font  l’estimation  en  bas.  Donc,  s’ils  produisent  finalement  plus,  ils  arrêtent  la centrale pendant un certain temps.       

L’énergie est vendue à 0.41€/kWh. Le prix de vente entre Abengoa et Endesa est de 0.23€/kWh, mais ils ont une prime de 0.18€/kWh que donne l’État. L’électricité produite par les deux tours est vendue au même prix. 

Le coût de production du kWh est confidentiel.   

De la PS10 à la PS20 

La  nouvelle  tour  solaire  PS20  utilise  le même  principe  de  fonctionnement  que  la  PS10.  Après  la réussite  de  la  PS10,  la  nouvelle  tour  a  une  capacité    supérieure  (22MW).  Sa  hauteur  est  de  165 mètres et il dispose d’un champ solaire de 1255 héliostats. Chaque héliostat a 120 m2 de surface. La surface totale est de 150600 m2 et le champ solaire occupe 85 hectares.   

En plus, la PS20 n’a pas seulement augmenté sa puissance, mais ellle a aussi incorporé de nouveaux aspects techniques :     

Le récepteur a un nouveau design de circulation naturelle. Ainsi, il y a une meilleure exploitation du rayonnement incident, et une réduction de l’autoconsommation.  

Le contrôle des héliostats a été amélioré. Si on augmente  la distance miroir‐récepteur, on a besoin d’une  précision  exceptionnelle.  Abengoa  a  fait  un  traitement  spécial  pour  obtenir  le  rayon  de courbure nécessaire pour les derniers miroirs.     

Impact sur l’environnement :  

Ils ont reçu deux visites de Greenpeace. L’impact sur l’environnement est zéro.  

Idée d’opération  

La  tour  solaire  est une  technologie développée pour  couvrir  les piques de demande  énergétique. Pendant  les  dernières  années,  la  consommation  a  augmenté  en  été,  et maintenant  elle  est  plus grande qu’en hiver. Si on analyse la demande électrique en cette saison, on réalise que les piques se produisent quand il fait chaud et le ciel est dégagé, à cause d’une forte utilisation de la climatisation. C’est en ce moment que la tour fonctionne à pleine puissance. 

Délais de construction 

PS20 : 

Début de la construction : Novembre 2006 

Adjudication du contrat : Fournisseur et mise en œuvre du turbogroupe. Décembre 2006     

Mise en œuvre du récepteur solaire : Novembre 2008 

Mise en œuvre du turbogroupe : Janvier 2009 

Fin de la construction : Avril 2009 

   

Les tours solaires 

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Avantages 

1) Amélioration de  l’efficacité due à  l’augmentation de  la concentration. La concentration est supérieure à la technologie photovoltaïque à cause car elle se fait en trois dimensions (toute le rayonnement solaire reçoit est concentrée en un seul point). 

2) On peut stocker de l’énergie avec les réservoirs de la vapeur.  

 

3.4 L’Avenir 

Abengoa a construit une troisième tour solaire de 2MW pour  la R&D. Dans cette tour,  ils testent  la faisabilité d’augmenter le rendement de la centrale par l’utilisation de la vapeur réchauffée à 500ºC et 100 bars.  

C’est clair que cette technologie est encore très chère, et qu’elle a besoin d’aide de l’État pour être faisable. Cependant, un nouveau projet d’Abengoa, appelé « Solugas », prévoit la combinaison de la tour  solaire avec d’autres  technologies énergétiques. Son principal objectif est  l’introduction de  la tour solaire dans le cycle Brayton.   

On utilise la concentration du rayonnement solaire pour chauffer un gaz qui est ensuite amené vers une turbine à gaz. Ceci augmente le rendement du cycle combiné. 

Fig. 12: Construction de la PS20

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Fig. 13: Schéma du projet Solugas 

3.4 Conclusion 

La technologie de  la tour solaire thermique présente un moyen d’exploiter  la chaleur du soleil. Les investissements  de  départs  sont  importants mais  prévisibles,  et  ils  permettent  de  produire  une électricité  propre  et  renouvelable.  Pour  amortir  les  coûts  de  construction  de  la  centrale,  des subventions de l’État sont nécessaires, pour vendre l’électricité à un prix compétitif.  

C’est une bonne alternative à d’autres formes d’énergies renouvelables, mais elle est limitée par les conditions climatiques nécessaires à son fonctionnement. 

4   Comparaison 

Le photovoltaïque est  le moyen  le plus répandu et  le plus mature d’utiliser  l’énergie solaire.  Il a  le grand avantage de pouvoir transformer  l’énergie du soleil directement en électricité, ce qui permet son  installation  sur  de  petites  surfaces  comme  par  exemple  sur  des  toits  de maisons.  Les  tours solaires  sont  des  centrales  thermiques,  dont  le  rendement  dépend  de  la  taille. Une  production  à petite échelle n’est pas envisageable. Les centrales utilisant l’énergie thermique sont capables de la stocker et donc de produire à pleine puissance quand il y a des nuages pendant quelques heures.  

Mais  dans  des  régions  chaudes  avec  un  rayonnement  solaire  puissant,  les  centrales  solaires thermiques  ont  un  meilleur  rendement  que  le  photovoltaïque  et  permettent  de  produire  plus d’électricité.  

Toutes  les  techniques  d’exploitation  directe  de  l’énergie  solaire  produisent  encore à  un  prix  non compétitif comparé aux méthodes traditionnelles et doivent être subventionnées. 

 

 

 

 

 

Tableau 5: Comparaison des technologies

 Cheminée solaire 

Tour solaire à concentration PS20 

Photovoltaïque 

Puissance nominale  5 W/m2  26 W/m2  100 W/m2 

Prix d’installation (puissance de pointe) 

2 €/W  3,2 €/W  3 €/W 

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5    Sources  

• Gerhard Weinrebe, Schlaich Bergemann und Partner, Stuttgart 

• www.sbp.de 

• Erneuerbare Energien, Thomas Bührke, Wiley‐VCH, 2007 

• Rodolfo Prados et Carlos Aresti, Abengoa Solar 

• www.solugas.com 

• www.wikipedia.fr 

• Hervé le Treut, Semaine Athens sur le changement climatique