Des configurations rentables pour les centrales hybrides solaires
Ce projet s'est concentré sur le développement d'un système électrique hybride solaire avec chauffage direct de l'air pressurisé d'une turbine à gaz. L'utilisation de l'énergie solaire gratuite en parallèle avec des systèmes à cycle combiné extrêmement efficaces ou des turbines à gaz de récupération pourrait conduire à une réduction significative du coût de la production d'énergie solaire. C'est dans ce contexte que trois turbines à gaz différentes ont été sélectionnées pour la construction de prototypes de centrales électriques hybrides solaires de dimension commerciale dans un plage de puissance de 1 MWe à 20 MWe. L'une des options était le "PGT10", fonctionnant comme une turbine à gaz à cycle combiné (16100 MW et 45% de rendement). Des capteurs solaires pressurisés à basse (maximum 600°C), moyenne (maximum 800°C) et haute (maximum 1000°C) température avec des concentrateurs secondaires ont été utilisés pour la solarisation de ces turbines. Le système de concentration utilisé contenait un héliostat en verre-métal et la contribution solaire du modèle des centrales prototypes solarisées était comprise dans une fourchette de 38%-88%. Sur la base de la configuration système optimisée, les simulations de performances annuelles ont fourni de précieuses informations sur le potentiel technique, économique et environnemental des centrales prototypes. Ces informations ont été recueillies dans des conditions sur site réalistes et en utilisant des hypothèses actualisées et fiables en matière de coûts. En fonction de la taille et de la localisation du système, le rapport énergie solaire/électricité nette se situait entre 14% et 19%. Plus spécifiquement, dans le cas de la configuration "PGT10" à température élevée, les émissions de CO2 évitées pouvaient atteindre jusqu'à 0,15 tonnes/MWh. Pour la configuration "PGT10" à moyenne température avec une fraction solaire de 16% fonctionnant toute une journée, le coût moyen actualisé de l'électricité était très bas (0,06 euros/kWh). Le coût différentiel de la contribution solaire par rapport à la fraction solaire était d'environ 0,118 euros/kWh. Par ailleurs, l'utilisation du système pendant les heures d'ensoleillement à une température plus élevée au niveau des capteurs se traduit par une augmentation significative de la fraction solaire (environ 53% pour la configuration à haute température). Ces résultats ont été publiés dans un rapport du projet librement accessible et dans divers articles démontrant que la nouvelle technologie des systèmes hybrides solaires de turbine à gaz représentait une opportunité capitale pour la production d'énergie renouvelable.
