Quelles sont les caractéristiques de ces trois technologies ?

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1 Quelles sont les caractéristiques de ces trois technologies ?
Dans quelle mesure ces sources de production concentrée assureront le mix énergétique de 2060 ? Fusion opérationnelle au niveau industriel ? Epuisement des ressources fossiles Existence de grands projets solaires ? Pourquoi 2060 ?

2 Méthodologie utilisée pour le calcul économique
Principaux Paramètres : Taux d’Actualisation : fixé à 8 % LEC : Levelized Energy Cost VAN : Valeur Actuelle Nette TEC : Taux d’Enrichissement en Capital

3 Partie II : Le solaire thermodynamique
Principe général de fonctionnement : Production de chaleur : miroirs concentrant les rayons du Soleil à 1 000°C Cycle thermodynamique qui transforme cette chaleur en électricité

4 Où développer le solaire thermodynamique ?
Zone adaptée : ceinture solaire Rayonnement solaire direct (DNI) > kWh/m²/an Ressource solaire : Direct Normal Irradiation (kWh/m²/an)

5 I. Les principales technologies solaires thermodynamiques
Présentation comparée Technologie Cylindro-parabolique Linear Fresnel Tour solaire Parabolic dish Puissance d'une centrale unité (MW) 0,01 - 0,4 Température de fonctionnement (°C) Rapport de concentration ~ 30 Surface par MWh/an 6 - 8 m² 4 - 6 m² m² Coût des collecteurs (€/m²) ~ 1000 Coût du kWh (c€) ~ 25 Rendement annuel solaire-électrique % ~ 10% ~ 15% %

6 B. Choix de la technologie
Technologie cylindro-parabolique: - Grand retour sur expérience (1ère centrale aux USA en 1985) - Prix du kWh : c€ - Bon rapport Surface/Production Avantages : - possible stockage de l'énergie thermique - possible hybridation

7 II. Modélisation d’une centrale à miroirs cylindro-paraboliques
A. Lieu d’implantation 1) Détermination du site DNI > kWh/m²/an DNI insuffisant en France Etude au Maroc en réponse aux appels d’offre. A proximité : villes de Midelt et d’Aït Ali Ou Youssef, barrage Hassan II. Coordonnées du site : latitude 32.8°, longitude -4.8°. 2km

8 2) Etude topographique Exploitation de la base de données SRTM
Altitude en m Exploitation de la base de données SRTM avec Matlab : Quadrillage du terrain Détermination de l’altitude de chaque point Calcul de la pente en chaque point Pente en % Résultats : Zone suffisante où la pente est inférieure à 5% Peu de travaux de terrassements, installation possible

9 3) Etude météorologique
Dimensionnement de la centrale grâce au logiciel System Advisor Model besoin de données météo heure par heure pendant un an… … sur le site précis de la centrale ! Provenance des données : SoDa Nasa International Weather for Energy Calculation

10 B. Dimensionnement technique
Capacité de production 100 MW Refroidissement Eau Mode de stockage Sels fondus Durée de stockage 6 h Collecteurs Solargenix SGX-1 Récepteurs Schott Fluide caloporteur Huile synthétique VP-1 Surface du champ solaire 260 ha Paramétrage à l’aide de SAM

11 Exemple de résultats fournis par S.A.M. :
Production mensuelle en kWh de la centrale

12 C. Etude économique

13 C. Etude économique Dépense Annuelles : 7.3 M€ dont 3M€ en réserve

14 C. Etude économique Dépense Annuelles : 7.3 M€ dont 3M€ en réserve
Tarif de rachat : 14c€/kWh LEC : 9.4c€/kWh TEC : 0.31

15 D. Impact environnemental
Bilan carbone : Réalisé à l’aide du logiciel SimaPro Ordre de grandeur 35-40g de CO2 équivalent/kWh Résultat qui ne tient pas compte du transport des matériaux et du montage de la centrale. Besoins en eau : Lavage des miroirs : 0,1L/kWh Eau de refroidissement : > 3 000L/kWh, rejetée ensuite dans le milieu. Risques : - Toxicité de l’huile de synthèse (circuit fermé) Inflammabilité (huiles thermiques en présence de sels fondus) Préférer l’eau comme fluide caloporteur. Recyclage des matériaux Verre ~ t Acier > t Béton > t Sels fondus ~ t

16 III. Quelles perspectives?
A. Objectif de la recherche : - Gagner en performance en réduisant les coûts - Nouveaux composants développés - Hybridation Total : MW Total (Avec hybridation) : MW

17 B .Quel paysage énergétique pour le solaire thermodynamique en 2060 ?
- Alimenter des grandes métropoles près des déserts - Produire pour des réseaux éloignés - S'insérer dans des projets à grande échelle : Plan Solaire Méditerranéen, Desertec