L’Energie solaire, une énergie renouvelable qui provient du rayonnement solaire.
L’énergie solaire étant peu dense, il est nécessaire de la concentrer via des miroirs concaves qui permettent d’obtenir des températures exploitables pour la production d’électricité.
Ces miroirs renvoient la lumière solaire vers un récepteur généralement composé d’un tube ou d’un réseau de tubes dans lequel circule un fluide caloporteur (eau, huile, sels fondus…).L’énergie thermique collectée est convertie grâce à ce fluide qui transporte la chaleur et un fluide thermodynamique (ou fluide de travail) qui permet d’actionner
les convertisseurs (moteurs, turbines, etc.).
les convertisseurs (moteurs, turbines, etc.).
Le choix du fluide caloporteur détermine la température maximale admissible, oriente le choix de la technologie et des matériaux du récepteur et conditionne la possibilité et la technologie du stockage de la chaleur.
Le stockage thermique est l’atout majeur des technologies solaires thermodynamiques puisqu’il permet aux centrales de produire en accord avec la demande. En effet, lorsque l’ensoleillement est supérieur aux capacités de la turbine, la chaleur en surplus est dirigée vers un stockage thermique, qui se remplit au cours de la journée. La chaleur emmagasinée permet de continuer à produire en cas de passage nuageux ainsi qu’à la tombée de la nuit.
Plusieurs procédés de stockage thermique existent :
Chaleur sensible qui permet de stocker de l’énergie grâce à l’élévation de température d’un matériau calorifique.
Chaleur latente qui tire parti de la capacité d’un matériau de passer d’un état à un autre (souvent de solide à liquide) sous l’effet de la chaleur, on parle de changement de phase.
Stockage thermochimique qui exploite la réversibilité d’une réaction (par exemple, adsorption-désorption). L’adsorption est exothermique, donc restitue la chaleur. La désorption est endothermique, elle stocke l’énergie. On peut également mettre en œuvre une réaction chimique réversible entre un solide et un gaz.
Chaleur sensible qui permet de stocker de l’énergie grâce à l’élévation de température d’un matériau calorifique.
Chaleur latente qui tire parti de la capacité d’un matériau de passer d’un état à un autre (souvent de solide à liquide) sous l’effet de la chaleur, on parle de changement de phase.
Stockage thermochimique qui exploite la réversibilité d’une réaction (par exemple, adsorption-désorption). L’adsorption est exothermique, donc restitue la chaleur. La désorption est endothermique, elle stocke l’énergie. On peut également mettre en œuvre une réaction chimique réversible entre un solide et un gaz.
Les systèmes solaires thermiques offrent des avantages significatifs tels que le rendement de collecte de l’énergie solaire (de l’ordre de 60 à 70%) et la possibilité de stockage massif de la chaleur.