De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

gaz fonctionnant entre 600 et 800 d° Celsius. Ces gaz chauds alimentent un moteur de Stirling.
Ces moteurs ont de bons rendements et on arrive à des rendements globaux énergie électrique
versus énergie solaire supérieurs à 20% pour des puissances crêtes de quelques dizaines de kW.
6.2.3.2 La filière « centrale à tour »
La Figure 18 est une représentation schématique d’une
centrale à tour. On peut considérer cette dernière comme une
extrapolation des centrales paraboliques. On renonce à utiliser
une vraie parabole (qui devrait être mobile ce qui est
inimaginable en grande taille) et on la remplace par une
pseudo-parabole, à foyer fixe, d'une taille pouvant atteindre
plusieurs centaines de milliers de mètres carrés, et constituée
de centaines ou de milliers de miroirs plans orientables. On
appelle ces miroirs « héliostats » (en grec : qui fixe le soleil).
Leur ensemble constitue le « champ d'héliostats ». On utilise
ici l’image de la pseudo-parabole parce que, à chaque instant,
les rayons solaires atteignant le centre de chaque héliostat sont
réfléchis par le dispositif en direction d’un point unique, fixe
dans le temps, et qui joue donc le rôle du foyer de la parabole.
Figure 18
Schéma de centrale à tour
Les miroirs individuels sont tous équipés d’un mécanisme leur permettant de suivre le soleil.
La surface réfléchissante de la « parabole » étant fatalement déployée au sol, son « foyer » se
trouve en altitude. Pour y disposer le récepteur, on est amené à construire une tour de grande
hauteur qui donne son nom à la filière. Les concentrations atteintes varient entre 200 et 700. Au
moins quatre fluides caloporteurs sont susceptibles d’être utilisés : l’eau-vapeur, les sels fondus,
les métaux liquides et l’air. Un dispositif de stockage de chaleur est généralement associé à la
centrale. Le rendement des miroirs atteint 20% tandis que le rendement thermodynamique atteint
40%, soit un rendement global de 8%.
6.2.3.3 la filière cylindro-parabolique
La figure 19 est une représentation schématique d’un récepteur parabolique. Le récepteur est
orienté Est-Ouest et peut ainsi suivre le soleil par un mouvement simple dans une seule
dimension. Par contre, la concentration ne dépasse pas 80. Sur l’axe du cylindre le collecteur
contient de l’huile de synthèse comme caloporteur à une température de l’ordre de 400 d°
Celsius. L’huile chaude permet de faire fonctionner une turbine à vapeur. Les rendements
thermodynamique atteignent 38%. Le rendement global énergie électrique/énergie solaire est de
l’ordre de 10%. Les principales centrales fonctionnant de manière commerciales, celles de Luz en
Californie sont de ce type. C’est pourquoi nous donnons quelques résultats concernant ces
centrales.
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