L'énergie solaire concentrée pour économiser 30% de coûts énergétiques et 185 000 tonnes de CO₂ par an

L'évolution technologique, associée aux réglementations et aux mesures incitatives gouvernementales, a suscité un regain d'intérêt pour la production d'énergie solaire à grande échelle. L'Espagne et les États-Unis sont les deux pays qui mènent le développement de l'énergie solaire concentrée (CSP), avec la construction d'immenses centrales solaires.

Aux États-Unis, les centrales CSP sont opérationnelles depuis les années 1980, mais de nouvelles réglementations gouvernementales ont déclenché une nouvelle vague d'investissements, et des dizaines de projets sont en cours. Parallèlement, le gouvernement espagnol a déclenché d'énormes investissements dans l'énergie solaire grâce à des tarifs de rachat, faisant des centrales CSP une activité rentable.

L'énergie solaire concentrée moins chère que l'énergie photovoltaïque

Par rapport à la technologie photovoltaïque (PV), qui génère de l'électricité directement à partir du rayonnement solaire, la technologie CSP utilise de grands miroirs qui suivent le soleil pour concentrer le rayonnement solaire, qui est ensuite absorbé par un fluide caloporteur qui transfère ensuite l'énergie thermique pour produire de la vapeur.

Des turbines à vapeur alimentent un générateur électrique, créant ainsi de l'électricité. Sur la base de ces principes, il existe différents types de technologies CSP, par exemple les systèmes à miroirs cylindro-paraboliques et les systèmes à tour solaire (voir l'encadré).

La technologie CSP est moins chère que le PV lorsqu'elle est installée dans des régions très ensoleillées et bénéficiant d'un ciel dégagé la majeure partie de l'année, car il est possible de concentrer le rayonnement solaire.
Alors que l'énergie solaire photovoltaïque coûte environ 25 centimes d'euro par kilowattheure, l'énergie solaire issue de la concentration solaire coûte entre 13 et 20 centimes d'euro par kilowattheure, selon l'endroit. 

Grâce à la phase thermique, les centrales à concentration solaire peuvent avoir une capacité garantie. Stocker de la chaleur est bien moins cher que stocker de l'électricité. Il vaut mieux stocker la chaleur avant de la transformer en électricité.

Explique Cédric Philibert, analyste principal au sein de l'Unité des énergies renouvelables de l'Agence internationale de l'énergie (AIE). 

La technologie CSP alimente 153 000 foyers et économise 185 000 tonnes de CO2 par an

Les centrales CSP peuvent également être équipées de systèmes de secours utilisant des combustibles fossiles à un faible coût supplémentaire, afin de garantir leur fonctionnement même pendant les longues journées nuageuses.

Les centrales CSP sont généralement construites dans des régions où la demande de pointe a lieu en été et où l'électricité est principalement utilisée pour la climatisation, et non pour le chauffage. Dans ces endroits, le rayonnement solaire disponible coïncide avec la demande de pointe.

L'une de ces régions est Sanlúcar la Mayor, à environ 32 kilomètres à l'ouest de Séville, dans le sud de l'Espagne. C'est là que la société Abengoa Solar a construit la plateforme Solúcar. Achevée en 2013, la plateforme couvre une superficie de 800 hectares. Elle compte 10 centrales solaires d'une capacité totale de 300 mégawatts, soit suffisamment d'énergie pour alimenter 153 000 foyers tout en évitant l'émission de 185 000 tonnes de dioxyde de carbone par an. Plus de 99 % de la capacité est générée à l'aide de technologies CSP.

Les échangeurs à plaques d'Alfa Laval pour refroidir les turbines

Alfa Laval a jusqu'à présent fourni des échangeurs de chaleur à plaques à trois des centrales Solnova. Chaque centrale Solnova utilise deux unités T20 et une unité M6. Les T20 d'Alfa Laval sont utilisés pour refroidir les composants de la turbine, tandis que le modèle M6 d'Alfa Laval est le refroidisseur de purge du générateur de vapeur à récupération de chaleur.

Nous avons considéré les échangeurs de chaleur Alfa Laval comme la meilleure option globale, compte tenu du rapport technico-économique. Nous les avons utilisés par le passé dans d'autres types de centrales avec des résultats satisfaisants. 

Déclare Ana Cabañas Burgos d'Abengoa Solar. 

Selon Philibert de l'IEA, de nombreuses régions du monde se prêtent à la technologie CSP. Outre le sud de l'Espagne et les États du sud-ouest des États-Unis, les centrales CSP seraient efficaces au Mexique, en Australie, dans les pays du nord et du sud de l'Afrique et dans tous les pays situés dans une ceinture allant du Moyen-Orient à l'Asie centrale et à la Chine.