Centrales thermiques à tour

Centrales thermiques à tour
Dans ce type de centrale, on utilise de nombreux miroirs qui concentrent le rayonnement solaire sur une chaudière placée en haut d'une tour. 

Les miroirs ou "héliostats" sont conçus pour tourner avec le soleil et ainsi, réfléchir les rayons du soleil sur le foyer de la chaudière. Le rayonnement solaire doit être dirigé vers le foyer en haut de la tour avec une grande précision afin de concentrer l'énergie thermique pour assurer des températures près de 600°C
A la différence d'une centrale cylindro-parabolique, les déperditions d'énergie dans le transfert de chaleur sont minimisées. Cependant, les centrales à tour doivent être très grande pour trouver une rentabilité et le développement industriel est toujours dans les premières phases d'expérimentation.

L'expérimentation a commencé aux États-Unis au laboratoire de SANDRIA à Albuquerque en 1976. La centrale avec une tour de 63 mètres et 222 héliostats contrôlés par ordinateur a permis de fournir une puissance thermique de 5 MW. Depuis la recherche à continué aux États-Unis, en France et en Espagne avec la participation active des laboratoires allemandes.


Stockage de la chaleur produite par une centrale solaire
Un accumulateur de chaleur développé par l'Institut de thermodynamique technique du centre de recherche aérospatial allemand (DLR) peut stocker, sous forme de chaleur latente, une partie de l'énergie solaire produite par une centrale thermoélectrique solaire. Grâce à ce système de stockage, la centrale peut produire de l'électricité la nuit ou par temps nuageux. 
L'accumulateur à sel de nitrate est constitué de plusieurs couches de graphite et de matériaux caractérisés par un changement de phase qui permettent un stockage thermique par chaleur latente. Installé sur la plateforme de recherche solaire d'Almeria en Espagne, l'appareil délivre une puissance de 100 kW avec des températures de vapeur d'eau dépassant les 200 °C. Il est capable de stocker la chaleur pendant 10 heures et d'en restituer jusqu'à 90 %. Les chercheurs du DLR souhaitent appliquer leur concept de stockage à une installation de 1 MW et atteindre des températures de stockage de plus de 300 °C.


 La première centrale solaire à tour commerciale 
L’Espagne a démarré la production au plus grand complexe de centrales solaires thermo-électriques d’Europe sur le site de Sanlùcar La Mayor, près de Séville. PS 10 a été constuit par la société Abengoa pour un investissement de 35 millions d'euros. Elle se présente sous la forme d’un vaste champ de près de 70 hectares, planté de 624 héliostats (miroirs orientables), d’une surface de 121 mètres carrés chacun, fixés sur des piliers de métal et disposés au pied d’une tour de 115 mètres.
Vue de la première centrale du projet et photo d'un héliostat.

Ces miroirs permettent de concentrer les rayons du soleil sur une chaudière en haut de la tour, afin d’obtenir une température entre 600°C et 1 000°C pour chauffer un fluide et produire de la vapeur qui actionne un système de turbines générant de l’électricité.
La première centrale d'une capacité de 11 MW a été inaugurée en mars 2007, elle doit produire 23 GWh d'électricité par an. Mais d’ici 2013, il est prévu de construire huit centrales à Sanlùcar La Mayor, pour porter la capacité du complexe à 302 MW. 
A terme, cet ensemble sera capable d’approvisionner en électricité 180 000 foyers, l’équivalent d’une ville comme Séville.



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