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Une centrale solaire thermique

Qu’est-ce qu’une centrale solaire thermique ?

Saviez-vous que le miroir de votre salle de bain pouvait produire de l’électricité ? C’est sur ce principe que repose le fonctionnement de la centrale solaire thermique. En captant la chaleur du soleil, ce type de centrale peut générer un courant électrique. Comment fonctionne-t-elle ? Où se situent les centrales solaires thermiques dans le monde ? ekWateur fait la lumière sur le sujet ! 

Une centrale solaire thermique
3 août 2022

Centrale solaire thermique : principe de fonctionnement

Également appelée centrale thermodynamique, la centrale solaire thermique est une unité de production d’électricité verte. Elle fonctionne grâce à la chaleur du soleil de la manière suivante : 

  1. Un ensemble de miroirs posés face au soleil réverbèrent et concentrent les rayons solaires. Cette installation génère de la chaleur comprise entre 400°C et 1000°C. 
  2. La chaleur est récupérée par une chaudière qui transforme de l’eau chaude en vapeur ; 
  3. La vapeur permet d'entraîner une turbine ; 
  4. La turbine entraîne ensuite un alternateur qui génère un courant électrique. 

Quelle différence avec le photovoltaïque ?

Une centrale thermique à concentration ne doit pas être confondue avec la centrale photovoltaïque. Celle-ci sert également à produire de l’électricité. Pour cela, elle utilise des panneaux solaires photovoltaïques. Grâce à la lumière du soleil, les cellules de silicium s’activent. Ils produisent un courant continu. Celui-ci passe dans un onduleur pour être transformé en courant alternatif.

Pour faire simple, la centrale thermique produit de l’électricité via la chaleur et ferme solaire photovoltaïque via la lumière. 

Les différents types de centrales solaires thermiques

On distingue plusieurs types de centrales solaires thermiques. Chacune présente une organisation un peu différente.

La centrale à collecteurs cylindriques ou cylindro-paraboliques

Cette technologie repose sur des miroirs hémicylindriques placés en longueur.  Ces derniers suivent la course du soleil à la manière des trackers solaires. Ils tournent autour d’un fluide caloporteur. Ce fluide est dirigé vers le cœur de la centrale, la chaudière. C’est ce type de centrales qui est le plus répandu. 

La centrale à collecteurs paraboliques

Le miroir prend la forme d’une antenne parabolique. Il renvoie les rayons du soleil vers un petit moteur placé au centre de la parabole sur des axes. Ce moteur peut alors produire de l’énergie mécanique qu’il convertit en électricité. 

La centrale à tour

Les miroirs posés au sol concentrent la chaleur vers une chaudière placée en hauteur sur une tour. Ils sont placés en cercle ou en demi-cercle. 

La centrale Fresnel

Des miroirs posés au sol suivent la course du soleil. Ils renvoient la chaleur vers un récepteur placé en hauteur. Ce récepteur contient un fluide calorifique qui produit de la vapeur pour entraîner une turbine ou un alternateur.

Centrales thermodynamiques : état des lieux et potentiel

La production d’électricité via l’énergie solaire thermique est encore peu répandue. Pourtant, son développement pourrait s'accélérer. Voyons cela en détail.

En France

En France, les centrales thermiques à énergie solaire sont peu développées. En effet, pour tirer profit de cette technologie, il faut bénéficier d’un soleil de plomb. selon l’Ademe, « Dans les zones les plus favorables à l’utilisation de l’énergie solaire concentrée, l’ensoleillement direct est supérieur à 2 000 kWh/m2/an ». 

Le potentiel solaire de l’Hexagone ne nous permet pas d’en déployer sur l’ensemble du territoire. Il n’en existe pour l’instant qu’une seule : la centrale thermique solaire de Llo dans les Pyrénées orientales. 

Dans le monde

Les centrales thermiques se situent davantage dans des pays avec des zones désertiques comme les Etats-Unis, le Mexique, le Maroc, l’Algérie, la Chine ou encore l’Espagne. En 2019, la puissance totale installée était de 6,2 GW. L’usage de cette technologie reste encore marginal. A titre de comparaison, en France « la puissance installée du parc de production d'électricité s'élève à 136,2 GW » toutes unités confondues, selon RTE.

Vers un développement de ces structures ?

Si elles représentent une part assez faible du mix énergétique mondial, les centrales thermodynamiques solaires sont amenées à se développer. Selon l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE), elles pourraient constituer 11,3 % de la production d’électricité mondiale à l’horizon 2050. En effet, elles peuvent être équipées d’un système de stockage de la chaleur. Lorsque l’ensoleillement retombe, la chaleur stockée peut être utilisée pour produire de l’électricité. 

On limite ainsi les problèmes d’intermittence des énergies renouvelables. De cette manière, la production d’électricité n’est pas totalement sujette à la météo. 

Et au niveau individuel : peut-on installer une centrale thermique chez soi ?

Non. En revanche, vous pouvez profiter de l’énergie solaire thermique pour produire de l’eau chaude ou de la chaleur pour vous chauffer, en installant un chauffe-eau solaire ou un système solaire combiné (SSC). Pour réduire le montant de la pose de ces appareils, vous pouvez bénéficier d’aides à la rénovation comme la Prime Énergie ekWateur ou encore MaPrimeRénov’. 

Voilà, vous savez tout des centrales solaires thermiques ! ☀️