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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE énergie solaire. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sources d'énergie alternatives À la fin des années 70 et au début des années 80, sept centrales solaires pilotes (SPP) du type dit à tour d'une puissance de 0,5 à 10 MW ont été construites dans différents pays du monde. La plus grande centrale solaire d'une capacité de 10 MW (Solar One) a été construite en Californie. Toutes ces centrales solaires sont construites sur le même principe : un champ de miroirs héliostats situé au niveau du sol qui traque le soleil réfléchit les rayons du soleil sur un récepteur installé au sommet d'une tour assez haute ; Le récepteur est essentiellement une chaudière solaire qui produit de la vapeur d’eau de taille moyenne, qui est ensuite envoyée vers une turbine à vapeur standard.
À ce jour, aucun de ces SPP n'est plus en activité, les programmes de recherche prévus pour eux étant terminés, et leur exploitation en tant que centrales électriques commerciales s'est révélée peu rentable. En 1992, la Southern California Edison Company a fondé un consortium d'entreprises énergétiques et industrielles qui, en collaboration avec le ministère américain de l'Énergie, ont financé le projet de centrale solaire à deux tours Solar en reconstruisant Solar One. La puissance de Solar Two selon le projet devrait être de 10 MW, soit restent les mêmes qu'avant. L'idée principale de la reconstruction envisagée est de remplacer le récepteur existant à production directe de vapeur d'eau par un récepteur avec un liquide de refroidissement intermédiaire (sels de nitrate). La conception de la centrale solaire comprendra un réservoir de stockage de nitrate au lieu de la batterie de gravier utilisée dans Solar One avec de l'huile à haute température comme liquide de refroidissement. Le lancement de la centrale solaire reconstruite était prévu pour 1996. Les développeurs la considèrent comme un prototype, qui permettra à l'étape suivante de créer une centrale solaire d'une capacité de 100 MW. On suppose qu’à cette échelle, une centrale solaire de ce type sera compétitive par rapport aux centrales thermiques utilisant des combustibles fossiles. Le deuxième projet, la centrale solaire à tour PHOEBUS, est mis en œuvre par un consortium allemand. Le projet prévoit la création d'une centrale solaire de démonstration hybride (solaire-carburant) d'une capacité de 30 MW avec un récepteur volumétrique dans lequel l'air atmosphérique sera chauffé, qui sera ensuite dirigé vers une chaudière à vapeur, où la vapeur d'eau fonctionnant dans le cycle de Rankine est produit. Sur le trajet de l'air du récepteur à la chaudière, un brûleur est prévu pour brûler du gaz naturel, dont la quantité est régulée de manière à maintenir la puissance spécifiée tout au long de la journée. Les calculs montrent que, par exemple, pour un rayonnement solaire annuel de 6,5 GJ/m2 (proche de ce qui est typique de certaines régions du sud de la Russie), cette centrale solaire, qui a une surface totale d'héliostat de 160 2 m290,2, recevra 176,0 GW. h/an d’énergie solaire, et la quantité d’énergie apportée avec le carburant sera de 87.9 GW. h/an Parallèlement, la centrale solaire produira 18,8 GWh d'électricité par an avec un rendement annuel moyen de XNUMX %. Avec de tels indicateurs, le coût de l'électricité produite par les centrales solaires devrait être au niveau des centrales thermiques utilisant des combustibles fossiles. À partir du milieu des années 80, en Californie du Sud, la société LUZ a créé et mis en exploitation commerciale neuf centrales solaires à concentrateurs cylindriques paraboliques (PCC) dont les capacités unitaires ont augmenté de la première centrale solaire aux suivantes de 13,8 à 80 MW. . La capacité totale de ces centrales solaires a atteint 350 MW. Dans ces SES, un PCC avec une ouverture a été utilisé, qui a augmenté lors de la transition du premier SES aux suivants. En suivant le soleil le long d'un axe, les concentrateurs concentrent le rayonnement solaire sur des récepteurs tubulaires enfermés dans des tubes sous vide. Un fluide caloporteur à haute température circule à l'intérieur du récepteur, qui chauffe jusqu'à 380°C puis transfère la chaleur à la vapeur d'eau dans le générateur de vapeur. La conception de ces centrales solaires prévoit également la combustion d'une certaine quantité de gaz naturel dans un générateur de vapeur pour produire une pointe d'électricité supplémentaire, ainsi que pour compenser la diminution de l'ensoleillement. Ces centrales solaires ont été créées et exploitées à une époque où il existait aux États-Unis des lois protectrices qui permettaient aux centrales solaires de fonctionner sans perte. L'expiration de ces lois à la fin des années 80 a conduit à la faillite de la société LUZ et à l'arrêt de la construction de nouvelles centrales solaires de ce type. La KJC (Kramcr Junction Company), qui exploitait cinq des SPP construits (de 3 à 7), s'est donné pour mission d'augmenter l'efficacité de ces SPP, de réduire les coûts de leur exploitation et de les rendre économiquement attractives dans les nouvelles conditions. Actuellement, ce programme est mis en œuvre avec succès. Dans les pays en développement, on parle de l'utilisation d'installations relativement petites pour alimenter en électricité des maisons individuelles dans des villages reculés, pour équiper des centres culturels où, grâce aux PMT, on peut utiliser des téléviseurs, etc. Dans ces applications, ce n'est pas le coût qui compte. de l'électricité qui prime, mais l'effet social. Les programmes d'introduction du photovoltaïque dans les pays en développement sont activement soutenus par les organisations internationales, et la Banque mondiale participe à leur financement sur la base de l'Initiative Solaire qu'elle propose. Par exemple, au Kenya, au cours des 5 dernières années, 20 000 maisons rurales ont été électrifiées grâce au photovoltaïque. Un vaste programme d'introduction de photomultiplicateurs est en cours de mise en œuvre en Inde, entre 1986 et 1992. Rs 690 millions ont été dépensés pour installer des PMT dans les zones rurales. Dans les pays industrialisés, la mise en œuvre active des photomultiplicateurs s'explique par plusieurs facteurs. Premièrement, les PMT sont considérés comme des sources respectueuses de l’environnement, capables de réduire les impacts nocifs sur l’environnement. Deuxièmement, l'utilisation de photomultiplicateurs dans les habitations privées augmente l'autonomie énergétique et protège le propriétaire en cas d'éventuelles interruptions de l'alimentation électrique centralisée.
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