Choix technologiques

Nur Energie travaille avec diverses technologies d'énergie solaire - CSP, CPV et PV-sélectionnant la technologie la plus adaptée pour chaque projet en fonction de ses caractéristiques géographiques et de la ressource solaire.

L'énergie solaire concentrée (CSP)

La technologie de l'énergie solaire concentrée ("CSP") utilise des miroirs motorisés pour suivre le soleil et concentrer les rayons solaires sur un récepteur générant de la chaleur pour la production de vapeur, qui est par la suite envoyée vers une turbine pour produire de l'électricité.

La technologie CSP est une application très efficace de l'énergie solaire, mais nécessite des conditions particulières. En effet, l'emplacement d'une centrale CSP doit comporter des niveaux élevés de radiation normale solaire directe ("DNI"), des conditions climatiques sèches, des terres inutilisées relativement planes et l'accès à de petites quantités d'eau limitant ainsi le nombre de sites pouvant être utilisés au niveau mondial. Les meilleurs sites pour le CSP sont les régions désertiques d'Afrique du Nord, d’Afrique du Sud, du Moyen-Orient, du Tibet, d'Australie, des États-Unis (Californie) et certaines zones d’Amérique latine (Chili).

Le CSP lui-même est divisé en quatre principales variantes:

1. CSP à Tour

2. Miroirs Cylindro-Parabolique

3. Miroirs Linéaires de Fresnel

4. Parabole « Dish » Stirling

La technologie CSP à tour utilise un champ de miroirs plats (héliostats) qui suivent le soleil et concentrent les rayons du soleil sur une chaudière (le «récepteur central") situé au sommet d'une tour. Le récepteur central convertit ensuite la grande quantité d'énergie solaire, captée par la surface totale des héliostats, en chaleur sous forme de vapeur ensuite envoyée dans une turbine à vapeur traditionnelle.

On compte actuellement 3,95 GW de projets CSP opérationnels dans le monde et 15,3 GW de plus en développement ou construction. Les tours s’imposent de plus en plus en leader parmi les technologies CSP avec un certain nombre de projets de grande envergure en opération ou en construction. Les projets les plus connus sont la centrale de 19MW 'Gemasolar' de Torresol en Espagne qui a fonctionné 24 heures par jour pendant plusieurs semaines consécutives 5 en 2013 et la centrale Ivanpah de 392MW construite par BrightSource Energies en Californie (États-Unis) qui a récemment été inaugurée, faisant d’elle la plus grande centrale solaire opérationnelle dans le monde. Un certain nombre d'autres projets de grande envergure sont en construction au Moyen-Orient, en Afrique et dans les Amériques.

Il existe deux configurations de tours solaires commercialement opérationnelles:

1. Génération directe de vapeur (DSG), où la chaudière à vapeur est située au sommet de la tour et alimente directement la turbine avec la vapeur produite

2. Récepteur à Sels Fondus(MSR), où les sels sont chauffés en haut de la tour puis stockés dans des réservoirs de stockage en contrebas. L'énergie thermique stockée dans les sels est ensuite utilisée pour produire de la vapeur, dissociant la capture de l'énergie de sa libération.

 

Schéma de Génération Directe de Vapeur

Schéma de Récepteur à Sels Fondus

 

Autres Technologies CSP

Miroirs Cylindro-Paraboliques

Un miroir cylindro-parabolique utilise un réflecteur parabolique qui concentre la lumière du soleil sur un tube collecteur situé au point focal du miroir. Les miroirs sont généralement alignés sur un axe nord-sud et pivotent pour suivre le soleil sur un seul axe. L'énergie thermique générée est utilisée pour chauffer un fluide caloporteur; l'énergie thermique est transférée via un échangeur de chaleur dans lequel de la vapeur à haute pression à environ 400 ° C est générée.

Miroirs Linéaire de Fresnel

Les collecteurs de Fresnel se basent sur des composants focalisant linéaires. Ils se composent de petits miroirs plats concentrant les rayons solaires sur un collecteur tubulaire pour produire de la vapeur en direct. L'énergie thermique est transférée au moyen d’un fluide caloporteur pour produire de la vapeur; qui est ensuite dirigée vers une turbine à vapeur pour produire de l'électricité.

Parabole « Dish » Stirling

Les paraboles Stirling sont des récepteurs à focalisation ponctuelle pouvant atteindre des ratios plus élevés de concentration. Ils se composent d'un capteur parabolique autonome qui concentre les rayons solaires sur un récepteur situé au point focal du réflecteur parabolique. Le fluide caloporteur y est chauffé et permet d’alimenter un moteur Stirling pour la production d'électricité.

Energie Solaire Photovoltaïque (PV)

Un système photovoltaïque est constitué de plusieurs composants qui convertissent la lumière du soleil directement en énergie électrique. Les panneaux solaires photovoltaïques sont généralement faits de silicium qui absorbe la lumière solaire. Les photons excitent les électrons disponibles dans le silicium générant ainsi un flux d'électrons à charge négative induisant un courant électrique.

Le solaire photovoltaïque peut être appliqué à la construction de systèmes intégrés ou de systèmes à grande échelle.

Energie Solaire Photovoltaïque Concentré (CPV)

La technologie CPV utilise des lentilles et des miroirs pour concentrer de grandes quantités de rayonnement solaire sur une zone photovoltaïque où la lumière du soleil est convertie en électricité. Concentrer le rayonnement sur une cellule signifie que moins de matériau photovoltaïque est nécessaire, ce système permet également l'utilisation de cellules à haut rendement plus économiques car nécessitant moins d'espace.