Thread by @EmileFulcheri

Thread pédagogique sur l'électricité produite par le solaire à concentration (CSP).
Le CSP utilise une source chaude pour faire tourner une turbine reliée à un alternateur (comme les centrales élec. au gaz, charbon, nucléaire, géothermique, biomasse).

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Pour le CSP, la source chaude qui chauffe la vapeur est obtenue en concentrant les rayons du soleil grâce à des miroirs. Ensuite, la chaleur est transmise à de la vapeur d'eau qui alimente une turbine via un cycle thermodynamique classique.

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Deux technologies se détachent commercialement. Les centrales à miroirs paraboliques concentrent les rayons du soleil le long d'un tube où circule un fluide thermique. Les centrales à tour utilisent des miroirs plats qui concentrent les rayons vers le sommet d'une tour.

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Au début des 2010's, le marché du CSP était dominé par l'Espagne et les USA. Aujourd'hui, c'est surtout la Chine, le Maroc et les Emirats Arabes Unis qui construisent de nouvelles centrales CSP.

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Les centrales CSP sont efficaces dans des zones assez désertiques, ou le rayonnement direct (sans nuages) est important.
Il y a aujourd'hui 6GW de CSP installé (contre près de 600GW pour le PV).

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Toutes les nouvelles centrales CSP ont du stockage thermique, souvent par sels fondus. Il permet de stocker la chaleur issue des rayons du soleil dans du sel fondu avant de la transmettre à la vapeur d'eau. On peut ainsi produire de l'électricité en soirée et la nuit.

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Le CSP peut être utilisé pour des centrales de pointes ou de base.
Pour la pointe, il faut un petit champ de miroirs et une grosse turbine. On stocke la chaleur issue des rayons pour la transmettre à la vapeur seulement pour produire pendant quelques heures de la journée.

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Pour les centrales bases, il faut un grand champ de miroirs et une petite turbine. On stocke la chaleur et on la restitue de manière quasi-continue à la vapeur pour faire tourner la turbine toute la journée/nuit.

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Le LCOE (coût moyen de l'électricité) du CSP est autour de 80 eur/MWh pour les nouvelles centrales. La filière CSP a souffert de la chûte des coûts encore plus rapide pour le PV (sous les 50 eur/MWh désormais).
Mais le CSP a l'avantage d'être semi-pilotable.

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Le CSP va de plus en plus être en compétition avec des centrales hybrides combinant PV et batteries, capables aussi de produire en soirée, voir la nuit.
Le CSP est de plus en plus utilisé en complément du PV, dont l'électricité produite le jour est bien moins chère.

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Par exemple, EDF vient de remporter le projet Noor Midelt au Maroc combinant PV et CSP qui fournira l'électricité à un tarif moyen de 55 eur/MWh. Dans cette centrale, le CSP fournira l'électricité seulement quand il n'y a pas de soleil (quand le PV ne produit pas).

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Le CSP a un autre avantage par rapport au PV. Il utilise un turbo-alternateur, qui est une masse tournante et qui fournit de l'inertie au réseau. L'inertie permet de réduire la vitesse de déviation de la fréquence du réseau en cas de déséquilibre en prod. et conso.

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Enfin, le facteur d'émission moyen estimé par le GIEC pour le CSP est de 22 gCO2/kWh (contre 490 pour le gaz, 650 pour le fuel et 820 pour le charbon).
Le CSP est donc très intéressant pour décarboner l'électricité !

Fin
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