Qui n’a jamais essayé de concentrer la lumière solaire avec une loupe ? Les centrales à concentration fonctionnent selon le même principe mais ce sont cette fois-ci des miroirs qui font converger l’énergie solaire.  

Le solaire à concentration thermodynamique (ou CSP : Concentrated Solar Power) est une technologie complètement différente du photovoltaïque. Des miroirs concentrent l’énergie solaire vers un récepteur dans lequel un fluide en circulation (eau, huile synthétique, sels fondus ou air par exemple) est chauffé. Le rayonnement solaire est ainsi transformé en chaleur à un niveau de température situé entre 200°C et 2000°C, avec un rendement supérieur à 70%. Cette chaleur primaire peut alors être utilisée dans des procédés industriels, par exemple sous forme de vapeur d’eau, pour effectuer des transformations ou des synthèses de matériaux, ou bien être convertie en vecteurs énergétiques comme l’électricité ou l’hydrogène. Pour la production d’électricité, la chaleur obtenue permet de produire de la vapeur d’eau qui entraine une turbine couplée à un alternateur et de l´électricité est ainsi produite (un peu le principe de la dynamo d'une bicyclette pour produire de l'électricité sauf qu'ici c'est la vapeur qui génère le mouvement alors qu'avec le vélo, c'est vous qui pédalez !). Les possibilités de stockage de la chaleur et d’hybridation des installations solaires à concentration avec des systèmes conventionnels de production de chaleur permettent de garantir la production d’électricité à un niveau stable en base, semi-base ou production de pointe sans recourir à une centrale conventionnelle d’appoint.

Les systèmes solaires à concentration collectent uniquement le rayonnement solaire direct, alors que leurs homologues plans non concentrateurs (thermique ou photovoltaïque) captent également le rayonnement diffus. La part de rayonnement direct dans le rayonnement total dépend de l’épaisseur et de la nature de l’atmosphère traversée. Une faible latitude, une altitude élevée, une faible teneur en gouttelettes, poussières ou aérosols favorisent la transmission directe du rayonnement. Ceinture solaire: zone géographique pour laquelle l’ensoleillement direct annuel moyen excède 2000 kWh/m²/an (Max: 2900 kWh/m²/an).  Cette ceinture correspond à : 80 villes de plus de 1 millions d’habitants (Ajoutons que 90% de la population mondiale vit à moins de 2700km d'un désert chaud et que les pertes lors d'un transfert électrique par lignes HVDC sont seulement de 3% pour 1000km); Des pays à fort taux de développement (dont la Chine, l'Inde, le Brésil et le Mexique); Des régions où il n’existe que très peu de conflit d’usage du sol (surfaces   bien souvent   désertiques).  

60000 km2 (eq. 11% du territoire français) x 2000 kWh/m2/an x 10% = 12000 TWhe soit la consommation mondiale d’électricité !!

 

Cette carte (à gauche) illustre la surface de centrale thermosolaire nécessaire pour répondre à la totalité
de la demande électrique mondiale (Monde), de l'Europe (UE) et de l'Afrique du nord + Moyen Orient (MENA) - Source : DLR (équivalent allemand du CNES en France)

En savoir plus :

 La ressource solaire

  Le business du solaire à concentration dans le monde

  

Les différents types de centrales CSP :
            Centrales à tour centrale,
            Centrales à miroirs cilindro-paraboliques (en auges),
            Centrales CLFR,
            Stirling Dish,
            Centres de recherche sur le CSP dans le monde
    Micro-CSP

  Désaliniser l'eau de mer grâce au solaire à concentration
  Cultiver en zone aride sous les miroirs des centrales solaires à concentration
  Histoire du solaire à  concentration

Jean-Marc Jancovici, Ingénieur conseil, énergie et climat, Président de X Environnement (groupe thématique de l'Amicale des anciens élèves de l'Ecole polytechnique), membre du comité de veille écologique de la Fondation Nicolas Hulot : 

" Au lieu d'exporter du pétrole, certains pays tropicaux pourraient exporter de l'électricité [thermo]solaire ! (...) nous résoudrions au moins pour partie le problème du changement climatique, ce qui n'est pas sans intérêt...(...) [Le CSP] est d'ores et déjà économiquement compétitif dans les zones très bien insolées."  (Avril 2003)

Source : http://www.manicore.com/documentation/solaire.html