Gemasolar, la tour
solaire capable de mettre un terme à l’intermittence
La centrale
solaire espagnole Gemasolar est implantée
à Séville sur une surface couvrant 185 hectares. Cette centrale unique
en son genre est la première au monde à associé
une tour de réception solaire avec une technologie de transfert d'énergie par
stockage de la chaleur dans du sel fondu (un mélange de nitrate de potassium et
nitrate de sodium fondu). Cette nouveauté permet de stocker
l'énergie pour l’utiliser sur 24 heures, ce qui ouvre la voie à de nouvelles
technologies de production thermoélectrique.
Elle
possède une puissance de 19,9 mégawatts ce
qui devrait permettre de produire 110
gigawatt-heures par an, soit l’équivalent de la consommation de 25.000 foyers.
Principes
de fonctionnement :
Ainsi,
95% de la chaleur calorifique est concentrée sur le haut de la tour qui atteint
alors 900 degrés. Cette chaleur permet aux sels fondus d’atteindre une
température de 565 degrés.
Les sels
fondus chauffés permettent alors de produire de la vapeur via un échangeur
thermique, ce qui d’alimenter une turbine couplée à un alternateur électrique. De
plus, grâce aux sels fondus l’énergie non utilisée durant la journée peut être
stockée dans un réservoir dans le but d’alimenter l'échangeur thermique de
nuit.
Gemasolar
permet ainsi, de produire de l’électricité durant 270 jours par an soit 1,5 à 3 fois plus que les
autres énergies renouvelables et permet aussi de réduire les émissions de CO2
de plus de 30 000 tonnes par an.
Le
solaire spatiale, l’électricité venant du ciel d'ici 2030
Ce
concept ancien souvent utilisé pour la science-fiction est l’un des projets les
plus ambitieux de la captation du solaire. Il a été envisagé pour la première
fois par le gouvernement japonais du fait de son potentiel élevé.
En effet,
en haute atmosphère l’énergie est quatre fois plus concentrée que sur la Terre,
où le rayonnement solaire subit de lourde perte d’énergie en traversant l’atmosphère.
Quelques chiffres nous permettent de ce rendre compte de ces pertes, puisque
que 30 % sont directement réfléchi vers l'espace, 20% par les nuages et à hauteur
de 4% et 6% pour les diverses couches de
l'atmosphère et la surface de la terre.
On peut
donc dire que l’intensité de l’énergie reçue sur Terre est infinitésimale en rapport
à l’intensité spatiale, car elle ne reçoit à peine 350 W/m² contre environ 1300
W/m² pour l’espace. De plus une fois en orbite, la centrale est éclairée 99 %
du temps et ne dépend pas des saisons ou de la météo.
Principe de fonctionnement :
Plusieurs projets s’opposent :
La NASA via son projet SPS (Solar Power
Satellite), planche elle
depuis des années sur un satellite capable de collecter les rayons du Soleil. Celui-ci
comprendrait un "collecteur" et une immense antenne parabolique qui
capterait le rayonnement solaire. De cette façon, la NASA compte pouvoir transférés vers la Terre 5 à 10
Gigawatts/h (soit l'équivalent de 5 à 10 tranches nucléaires), par le biais d’ondes
micro-ondes envoyé à des capteurs sur Terre.
Les capteurs solaires seront répartis en orbite géostationnaire sur une
longueur de 15 km environ. Cependant il faudra environ une vingtaine de
lancements et plus dix ans pour assembler les panneaux solaires.
Astrium, la division spatiale d’EADS envisage
elle de placer en orbite plusieurs petits satellites qui fourniraient de l’énergie
aux zones isolées ou dangereuses. Pour cela EADS utiliserait la technique du
rayon laser pour transmettre l'énergie solaire à la Terre.
Cependant, pour fonctionner le faisceau doit
pointer vers les récepteurs au sol avec une extrême précision. Pour cela, le
laser transmet des informations de reconnaissance de position en même temps que
l'énergie. Des capteurs sur les récepteurs mesurent ainsi en permanence sa
position, et orientent le rayon en fonction puisqu’il faut toujours un angle de
90° entre le panneau de cellules photovoltaïques et le faisceau. De plus,
aujourd’hui la puissance du laser n’est que de quelques watts, alors qu'on va
devoir compter en mégawatts. Enfin, contrairement aux micro-ondes, le laser ne
passe pas à travers les nuages. Le faisceau devra donc être transmis par des
stations relais dans la haute atmosphère (25 km d'altitude) puis par
micro-ondes, voir par câble.
Ses
nombreuses innovations pourront permettre au solaire de s'affirmer dans
l'avenir, comme le montre ce graphique ci-dessous montrant la capacité
photovoltaïque globale en fonction du temps:
Selon
l'EPIA, l’association européenne du photovoltaïque,le parc solaire
photovoltaïque installé atteindra environ 1 800 000 MW en 2030, pour une
production de 14 % de la consommation mondiale d’électricité.
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