HISTOIRE 

Le système solaire thermodynamique réunit deux technologies, d’une part la pompe à chaleur et d’autre part le capteur solaire thermique.

Les pompes à chaleur sont des équipements assez efficaces. Cependant la chaleur qu’elles produisent à partir de leur composant renouvelable ne varie qu’en fonction des changements de température de l’environnement. Les capteurs solaires thermodynamiques sont la meilleure source de chaleur pendant les journées chaudes et ensoleillées. Toutefois, ils sont totalement inefficaces lorsqu’il n’y a pas de soleil.

C’est au cours de l’exposition universelle de 1878 à Paris qu’apparaissent les prémices des installations solaires à concentration. Mais ce n’est qu’à la fin des années 1970 que de véritables projets pilotes de centrales solaires à concentration émergent aux États-Unis, en Russie, au Japon et en Europe.

En quelques années de nombreuses centrales voient le jour, notamment dans le désert californien. Aujourd’hui les technologies du solaire à concentration ont évolué. Elles sont d’ailleurs utilisées à travers le monde dans des régions non seulement désertiques.

FONCTIONNEMENT

L’énergie solaire thermodynamique aussi connu sous le nom d’énergie solaire à concentration. Elle permet de concentrer l’énergie solaire en une zone ou point précis afin de chauffer un fluide (eau, vapeur ou huile thermique) à très haute température (jusqu’à 600°C). Ce fluide sera ensuite transporté pour ainsi produire de l’électricité ou de chaleur pour des processus industriels.

Les panneaux captant le rayonnement solaire sont totalement différents des panneaux solaires utilisés pour le solaire photovoltaïque ou encore thermique. Ici des miroirs, dont la forme varie selon le type de concentration, concentrent les rayons du soleil vers un récepteur.

Les avantages et les inconvénients

Les avantages du solaire thermodynamique

Le solaire thermodynamique est donc un autre moyen d’exploiter l’énergie du soleil. Sa principale plus-value est d’être pilotable. Il donne la possibilité de différer la production de l’électricité aux moments où le soleil ne brille pas. Cela s’explique par l’inertie thermique du fluide caloporteur, qui peut se maintenir à de très fortes températures pendant plusieurs heures après le coucher du soleil.

Avec les centrales solaires thermodynamique il est possible de produire de l’électricité la nuit, entre 3 et 8 heures après le coucher du soleil. Il est donc possible de produire un surplus de chaleur qui peut être utilisé de manière différé. Cela réduit fortement le problème du stockage de l’électricité, qui se pose inévitablement dans le cas du solaire photovoltaïque.

Les inconvénients du solaire thermodynamique

Les centrales solaires thermodynamique comportent des inconvénients. Le premiers est lié aux forts taux d’ensoleillement que cette technologie nécessite pour être productive et donc rentable. En effet, les zones dans lesquelles il est pertinent de construire des centrales thermiques à concentration doivent recevoir un ensoleillement supérieur à 2000 kWh/m²/an.

Le solaire thermodynamique est plus susceptible d’être installé aux États-Unis, dans les pays de la péninsule arabique, en Australie, en Afrique du nord ou en Afrique du sud. De fait, de nombreux pays ne remplissent pas les critères d’ensoleillement. En conséquence, le solaire thermique à concentration ne constitue pas une filière d’avenir pour l’énergie.

Les centrales solaires thermodynamiques ne sont pas la solution à la transition énergétique. Ces dernières nécessitent de grandes quantités d’eau pour le nettoyage des miroirs réfléchissants. L’installation de ces centrales est par conséquent limitée géographiquement. Une zone d’installation doit pouvoir bénéficier d’eau en grande quantité et d’un fort taux d’ensoleillement.