Des centrales solaires à concentration plus propres et moins chères
La flore, les sols, la qualité de l’air et les eaux souterraines et de surface peuvent être affectés par des fuites ou des émissions d’huile synthétique utilisée comme fluide caloporteur (HTF pour heat transfer fluid) dans les centrales CSC actuelles. Ces centrales sont en outre souvent conçues pour utiliser l’eau pour le refroidissement à la fin du cycle thermique. Ces besoins en eau peuvent entraîner des difficultés dans les zones arides, comme au Moyen-Orient et en Afrique du Nord. Le projet MSLOOP 2.0 financé par l’UE, s’est attaché à résoudre ce problème en développant un champ solaire économique pour les CSC à capteurs cylindro-paraboliques via des centrales électriques utilisant un mélange ternaire de sels fondus optimisé comme HTF avec un système d’hybridation innovant (HYSOL). «L’objectif est de trouver une nouvelle solution de centrale thermique solaire commerciale, dont les coûts énergétiques seraient réduits et où de l’électricité stable et acheminable serait générée via un concept de centrale hybride disruptif et plus durable», explique le coordinateur du projet.
Prototype développé
Les chercheurs ont commencé par concevoir et développer les additifs de la solution ternaire de sels fondus et un système de mesure en temps réel pour déterminer la composition des trois sels combinés au cours de l’opération, ainsi que les éléments du collecteur de chaleur nécessaires au fonctionnement optimal de la centrale. «Nous avons étudié l’analyse structurelle du collecteur, les modes de fonctionnement du prototype, les systèmes auxiliaires du champ solaire nécessaires pour assurer la fiabilité de l’opération et la réduction de la consommation d’eau», explique le coordinateur du projet. Après la fabrication du prototype, les partenaires du projet ont établi les paramètres individuels en fonction des nouveaux modes de fonctionnement, et les résultats des simulations et des modèles de fonctionnement ont été actualisés et validés. Les organismes agréés ont délivré une certification pour le collecteur thermique et des tests ont été effectués sur le prototype. Une fois validée, la technologie du prototype a été adaptée à une échelle commerciale et quatre études de cas ont été sélectionnées en fonction de l’analyse du marché et des possibilités offertes par la boucle à sels fondus. «Cela concernait une centrale de 12 MW en Sicile (Italie), celle-ci disposant également du système HYSOL, et une centrale de 80 MW dans la province de Cap-Nord (Afrique du Sud) avec et sans HYSOL», souligne le coordinateur du projet.
Une alternative moins chère et plus verte
Ces modèles ont permis de dimensionner et d’évaluer le montant des investissements et les frais d’exploitation qui, associés à la production d’énergie, ont conduit à normaliser le coût de l’énergie et la stabilité de l’approvisionnement en énergie et ont permis au consortium de comparer MSLOOP 2.0 avec d’autres technologies. Parmi les autres aspects importants analysés au cours de cette phase d’essai, citons une analyse du cycle de vie des sels fondus et une comparaison avec les HTF alternatifs, l’identification des équipements critiques, la dégradation des matériaux, la maintenance requise et les questions de santé et de sécurité. Les principaux résultats du projet sont des développements techniques tels que des additifs de sels fondus; des systèmes de surveillance; des dispositifs auxiliaires de champ solaire; l’exploitation, la production, les modèles financiers et les éléments des collecteurs thermiques optimisés pour fonctionner dans les paramètres de MSLOOP 2.0. Selon le coordinateur de projet: «Ceux-ci assurent la fiabilité pour atteindre un niveau de préparation technologique suffisant pour un déploiement commercial.» Les systèmes développés, l’expérience acquise lors de la mise en service, et les tests effectués sur le prototype sont la preuve pour les investisseurs et les promoteurs de la viabilité de ces nouvelles technologies. «MSLOOP 2.0 offre donc une nouvelle solution à inclure dans les futures offres de CSC avec une technologie abordable et un niveau élevé de flexibilité dans l’approvisionnement en énergie, sans nuisances pour l’environnement», souligne le coordinateur du projet.
Mots‑clés
MSLOOP 2.0, CSC, champ solaire, HYSOL, approvisionnement en énergie, centrale solaire à concentration, boucle à sels fondus, fluide caloporteur, centrale à capteurs cylindro-paraboliques, système d’hybridation
