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Les besoins en chaleur représentent une part importante dans la consommation énergétique au sein d’un site industriel.
Se tourner vers l’énergie solaire semble donc être une décision stratégique du point de vue financier, mais aussi écologique.
La centrale solaire thermique constitue à cet effet un système adapté pour l’autoproduction de chaleur en industrie.
Découvrez dans cet article le fonctionnement, les différentes déclinaisons ainsi que les avantages de ce type d’installation.
La centrale solaire thermique ou centrale thermodynamique à concentration est une unité de production de chaleur à partir du rayonnement du soleil.
Elle se compose des éléments suivants :
Une centrale thermique diffère d’un modèle de stockage classique par sa capacité d’accumulation d’énergie qui peut atteindre plusieurs heures, voire plusieurs jours. Elle est adaptée pour des utilisations industrielles dont les besoins en températures environnent les 140 °C.
La majorité des usines recourent en effet à l’utilisation de la chaleur dans différents procédés comme le préchauffage ou encore le séchage. Cependant, l’ensoleillement influence significativement la production de chaleur.
Une source complémentaire s’avère alors nécessaire pendant les périodes de faible ensoleillement.
Elle présente deux grandes catégories qui sont caractérisées par des systèmes de concentration différents :
Ensuite, en fonction de la technique de focalisation des rayons solaires, on distingue quatre types de centrale solaires thermiques à concentration.
Ce modèle est le plus utilisé en termes d’énergie thermique solaire. Il est doté de plusieurs miroirs incurvés disposés sur un axe horizontal et qui suivent la trajectoire des rayons solaires.
Au centre de chacun se trouve un tube à l’intérieur duquel circule un liquide caloporteur. Le miroir reflète les rayonnements du soleil vers ce tube.
Les miroirs en forme d’antenne parabolique réfléchissent le rayonnement du soleil vers un petit générateur électrique surmonté au point focal de la parabole.
Ce mini-moteur fournit de l’énergie mécanique qu’elle transforme en électricité. Du fait de la conversion immédiate de l’énergie, ce type de centrale solaire ne permet pas un stockage de la chaleur.
Les miroirs sont ici des réflecteurs compacts linéaires plans. Ils sont également placés au sol et suivent la courbe du soleil.
Un récepteur en forme de tube horizontal, muni d’un miroir secondaire cintré et situé en hauteur, capte la chaleur renvoyée. Il produit de la vapeur grâce au fluide caloporteur qu’il contient.
Dans ce type de centrale solaire thermique, les miroirs plans orientables, aussi appelés héliostats, sont posés au sol. Ils renvoient le rayon solaire sur la chaudière qui se situe en hauteur sur une tour.
Le liquide caloporteur utilisé pour la production de vapeur peut être soit des sels fondus, soit du sodium liquide. La turbine se trouve également au sommet de la tour.
La mise en place d’une centrale solaire thermique dans le cadre d’une activité industrielle offre de nombreux avantages.
Les composants d’une centrale solaire à concentration permettent une optimisation de la production de chaleur pendant les périodes de faible ensoleillement.
Pour ce faire, il faut aménager un réseau souterrain pour le stockage d’eau chaude. Ceci peut notamment servir pour fournir de la chaleur 24 h/24 ou dans le cadre d’une extension des réseaux existants.
La centrale solaire thermique peut fournir la totalité des besoins en chaleur, du printemps jusqu’à l’automne, particulièrement dans les régions chaudes.
Un tel investissement permet d’économiser considérablement sur les charges liées à la consommation énergétique en réduisant l’utilisation de l’électricité et du gaz pour générer de la chaleur.
Les zones industrielles sont inévitablement exposées à des risques d’accident liés à l’utilisation d’énergie.
Cependant, la centrale solaire constitue une alternative moins dangereuse pour faire face aux éventuelles déflagrations ou explosions.
La transition au solaire thermique permet aux industries de limiter leurs impacts environnementaux. En effet, le soleil constitue une source d’énergie non polluante, d’où sa qualification d’« énergie verte ».
Le recours à une telle technologie contribue ainsi à la diminution des émissions de gaz à effet de serre, responsable du réchauffement climatique.
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