De l'électricité solaire jour et nuit

De l'électricité solaire thermodynamique peut être produite jour et nuit, dans les centrales solaires à condensation, en accumulant l'énergie thermique nécessaire pour continuer cette production pendant plusieurs heures après le coucher du soleil.

Le solaire photovoltaïque présente l'intérêt de pouvoir produire de l'électricité aussi bien au niveau d'une maison, d'un immeuble ou d'une entreprise, avec une installation de un à mille kiloWatts de puissance, qu'au niveau de grandes réalisations de dix à cent mégaWatts (MW). Cependant, la production d'électricité s'effectue uniquement le jour par ce moyen.

Le solaire thermodynamique permet aussi de produire de l'électricité d'origine solaire, mais sans cet inconvénient. Dans les centrales solaires à concentration, d'une puissance de dix à cent MW, il est encore possible de produire de l'électricité plusieurs heures après le coucher du soleil.
Ainsi, l'électricité est produite aux moments où la demande de consommation est la plus importante, dans la journée et dans la soirée, un peu moins au milieu de la nuit.

L'indication "20" pour les heures correspond à la vingtième heure de la journée, entre 19h00 et 20h00.

Alors qu'une installation photovoltaïque converti de façon immédiate l'énergie lumineuse du soleil en électricité, une centrale solaire thermodynamique utilise la chaleur concentrée du soleil pour chauffer un fluide thermique à haute température.
Ce fluide passe ensuite dans un échangeur de chaleur pour produire de la vapeur à haute pression, utilisée pour faire tourner une turbine comme dans toute centrale thermique classique ou nucléaire.

De l'électricité peut être produite jour et nuit par des centrales combinées, dans lesquelles la vapeur utilisée par les turbines provient de la chaleur du soleil le jour et de la combustion du gaz naturel la nuit. Ces systèmes ont pourtant l'intérêt d'émettre moins de CO2 que les centrales nucléaires, dont le CO2 émis lors de l'extraction du minerai d'uranium et dans le cycle complet du combustible nucléaire n'est pas pris en compte dans les comparaisons habituelles.
Cette solution, transitoire à long terme, est à distinguer de celle des installations ne faisant appel à aucune autre énergie que celle du soleil.

La centrale Solar Tres construite près de Séville au sud de l'Espagne tire profit de l'expérience acquise par Solar One, utilisée de 1982 à 1988 à Barstow en Californie et transformée en Solar Two en utilisant des sels fondus comme fluide caloporteur. A partir de 1996, cette centrale rénovée a pu démontrer que le stockage de la chaleur dans des sels de nitrate fondus permettait de continuer la production d'électricité lors du passage de nuages et pendant une partie de la nuit. D'autre expérimentations ont lieu sur le site de Almeria en Espagne.

Solar Tres, dont la construction devrait être achevée fin 2008, sera la première centrale à sels fondus du monde à caractère commercial et pas seulement expérimental. Le principe est d'utiliser une partie de l'énergie solaire pour la production directe d'électricité et une autre partie pour le stockage d'énergie thermique, laquelle est utilisée en absence de soleil pour continuer la production d'électricité.

Avec ses 2.600 miroirs de 115 m2 (héliostats), cette centrale thermodynamique d'une puissance de 17 MW (mégawatts) pourra produire une énergie de 110,6 GWh (gigawatts-heures) par an. Cela correspond à une utilisation à pleine puissance de 6.500 heures par an, soit un facteur d'utilisation de 74%. Par comparaison, les réacteurs nucléaires français n'ont fonctionné que 6.300 heures en moyenne sur une période de cinq ans, soir un facteur d'utilisation de 72% (une année compte 8.760 heures).
Lire Les réacteurs nucléaires en France en 2007

Associé à un cycle thermique à haute température et d'une grande efficacité, son stockage d'énergie thermique de quinze heures lui permettra de fonctionner jour et nuit en été et en demi saison, le jour et la soirée en hiver.

La centrale solaire Andasol-1 doit commencer à produire de l'électricité pour l'été 2008, près de Grenade en Espagne. Ce sera la plus grande centrale solaire thermodynamique d'Europe, d'une puissance de 50 MWe (mégawatts) avec ses 510.000 m2 de collecteurs cylindro-paraboliques (parabolic trough collectors). Sa production annuelle de 181 GWh (gigawatts-heures) pourra alimenter en électricité une ville de 180.000 habitants.

La partie solaire est dimensionnée pour produire deux fois plus d'énergie thermique que celle absorbée par les turbines à vapeur. Le surplus d'énergie est emmagasiné dans des réservoirs à sels fondus pour être utilisé lorsque le soleil faiblit ou après le coucher du soleil, avec une autonomie est de sept heures.
Une centrale identique, Andasol-2, commencera à produire en 2009 et la construction d'Andasol-3 a déjà commencé.

La centrale PS10 inaugurée en mars 2007 près de Séville (Espagne) ne présente pas autant d'intérêt. D'une capacité de 11 MWe, elle produira 23 GWh d'électricité par an. Son système de stockage d'énergie lui permet seulement de suppléer à l'absence de soleil pendant une heure environ.

Cette centrale est cependant la première du plus grand ensemble de centrales solaires d'Europe. Huit centrales solaires seront construites sur le site de Sanlucar La Mayor, dont la puissance totale de 302 MWe permettra de fournir l'électricité à une ville comme Séville de 700.000 habitants.

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